08.09.2022 - Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

Carga rápida de más de 10.000 ciclos: La tecnología de baterías de estado sólido de los ingenieros de Harvard apunta a un salto en el rendimiento y la fiabilidad

Harvard concede una licencia tecnológica para ampliar la tecnología de las baterías de litio-metal para su uso comercial.

La Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard ha concedido una licencia tecnológica exclusiva a Adden Energy, Inc., una startup que desarrolla innovadores sistemas de baterías de estado sólido para su uso en futuros vehículos eléctricos (EV) que se cargarían completamente en minutos. Adden Energy ha cerrado una ronda de financiación inicial de 5,15 millones de dólares dirigida por Primavera Capital Group, con la participación de Rhapsody Venture Partners y MassVentures.

La licencia y la financiación de riesgo permitirán a la startup ampliar el prototipo de laboratorio de Harvard hacia el despliegue comercial de una batería de litio-metal de estado sólido que podría proporcionar una carga fiable y rápida para los futuros vehículos eléctricos y ayudar a introducirlos en el mercado de masas.

Desarrollado por los investigadores del laboratorio del doctor Xin Li, profesor asociado de Ciencias de los Materiales de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard, el prototipo de pila de moneda a escala de laboratorio ha logrado velocidades de carga de la batería de hasta tres minutos con más de 10.000 ciclos en toda su vida, con resultados publicados en Nature y otras revistas. También cuenta con una alta densidad de energía y un nivel de estabilidad del material que supera los problemas de seguridad que plantean algunas otras baterías de litio.

Adden Energy fue cofundada en 2021 por Li, junto con William Fitzhugh, PhD '20, y Luhan Ye, PhD '22, quienes contribuyeron al desarrollo de la tecnología como estudiantes de posgrado en el laboratorio de Li en Harvard. Fred Hu, PhD '93, fundador y presidente de Primavera Capital, es también uno de los fundadores de Adden Energy.

El objetivo de la empresa es ampliar la batería hasta una célula del tamaño de la palma de la mano y, a continuación, avanzar hacia una batería para vehículos a gran escala en los próximos tres a cinco años. "Si queremos electrificar los vehículos, una batería de estado sólido es el camino a seguir", dijo Li, que es asesor científico de Adden Energy. "Nos propusimos comercializar esta tecnología porque la consideramos única en comparación con otras baterías de estado sólido. Hemos conseguido en el laboratorio entre 5.000 y 10.000 ciclos de carga durante la vida útil de una batería, en comparación con los 2.000 o 3.000 ciclos de carga de las mejores de su clase, y no vemos ningún límite fundamental para ampliar nuestra tecnología de baterías. Eso podría cambiar las reglas del juego".

Fitzhugh, CEO de Adden Energy, señaló que en 2019, el 29% de las emisiones de dióxido de carbono de Estados Unidos fueron producidas por el transporte. "La electrificación completa de la flota de vehículos es uno de los pasos más significativos que podemos dar para luchar contra el cambio climático", dijo. "Sin embargo, la amplia adopción de los vehículos eléctricos requiere baterías que puedan satisfacer un conjunto diverso de necesidades de los consumidores. Por ejemplo, el 37% de los estadounidenses no tiene garaje en casa, por lo que la carga nocturna en el hogar no es posible. Para electrificar este segmento, los vehículos eléctricos deben recargarse en tiempos comparables a los de los vehículos de combustión interna, esencialmente en el tiempo que se emplea actualmente en el surtidor de gasolina".

La tecnología desarrollada en Harvard, que incluye innovaciones fundamentales en el diseño de baterías de estado sólido y métodos de producción de electrolitos, puede ofrecer otras ventajas cruciales.

"Normalmente, los ánodos de litio-metal en otros diseños de estado sólido desarrollan dendritas, crecimientos en forma de ramitas que pueden penetrar gradualmente a través del electrolito hasta el cátodo. Nosotros evitamos el crecimiento de las dendritas antes de que puedan causar daños, mediante novedosos diseños estructurales y de materiales", explica Ye, que ahora es director de tecnología de Adden Energy. "Como resultado, el dispositivo puede mantener su alto rendimiento durante una larga vida útil. Nuestro reciente estudio demuestra que esta agradable característica también puede mantenerse a escala".

"El cambio climático es el reto que define al mundo. Es más importante que nunca acelerar la transición hacia la energía limpia y el transporte de emisiones cero", dijo Hu, que también forma parte del Consejo Mundial de Nature Conservancy. "La misión de Adden Energy es desarrollar tecnologías de baterías de vanguardia, permitiendo así la adopción masiva de vehículos eléctricos y contribuyendo a una economía global más verde y sostenible."

"Los vehículos eléctricos no pueden seguir siendo una moda de lujo, literalmente el "uno por ciento" de los vehículos en la carretera, si queremos avanzar hacia un futuro de energía limpia, y Estados Unidos no tendrá un mercado de coches usados si las baterías de los vehículos eléctricos sólo duran de 3 a 5 años", añadió Li. "La tecnología tiene que ser accesible para todos. Prolongar la vida útil de las baterías, como estamos haciendo aquí, es una parte importante de ello."

Los avances en la investigación de las baterías de estado sólido en el laboratorio de Li en Harvard que se han licenciado a Adden Energy fueron posibles en parte gracias a la financiación del Fondo de Soluciones para el Cambio Climático de la Universidad, que apoya la investigación y las iniciativas políticas que abordan el cambio climático, la transición a la energía limpia y los impactos relacionados con la salud; y del Acelerador de Ciencias Físicas e Ingeniería de la OTD de Harvard, que impulsa las innovaciones más prometedoras desde el punto de vista comercial de los investigadores hacia el lanzamiento de nuevas empresas y compromisos con la industria. El laboratorio de Li también ha recibido financiación en apoyo de la investigación sobre baterías de estado sólido del Programa Catalizador del Centro de Energía Limpia de Massachusetts (MassCEC), la Iniciativa de Ciencia de Datos de Harvard, el Fondo Competitivo del Decano de Harvard para Becas Prometedoras y el Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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