Cuando los segundos importan: protección de los centros de datos de IA con baterías de níquel-zinc
Níquel-cinc en lugar de litio: Fraunhofer y una start-up desarrollan una batería SAI para centros de datos
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Con el apoyo de Fraunhofer IZM, la start-up Zn2H2 ha creado una forma innovadora y rentable de producir baterías de níquel-zinc. Este tipo de pilas es especialmente adecuado cuando se necesitan grandes cantidades de energía en muy poco tiempo. Y son la elección perfecta para un mercado específico: los centros de datos de inteligencia artificial.
A medida que la inteligencia artificial se ha ido generalizando, el mundo necesita cada vez más centros de datos. Pero siempre que se planifica un nuevo centro de datos, hay que prestar atención a lo que ocurre cuando se produce un apagón. En ese momento crítico entre la pérdida de energía de la red y el arranque de los generadores de emergencia, los sistemas SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida) entran en acción y mantienen el sistema en funcionamiento. Sin embargo, cuando el SAI no tiene potencia suficiente o se estropean sus componentes, pueden fallar servicios vitales, salvaguardas o mecanismos de reserva y perderse datos importantes. Para funcionar, los SAI dependen de baterías diseñadas para proporcionar toda la energía necesaria en ese momento crítico hasta que los suministros de emergencia más habituales tomen el relevo. Los sistemas actuales suelen utilizar baterías de iones de litio, pero no son perfectas para este trabajo: Son pesadas, caras y pueden suponer un riesgo de incendio. La startup Zn2H2 Inc, en colaboración con el Instituto Fraunhofer de Fiabilidad y Microintegración IZM, pretende desarrollar una nueva generación de baterías de níquel-zinc (NiZn) como alternativa a las de litio que sean más pequeñas, ligeras, seguras y asequibles.
Aunar los conocimientos de investigadores y emprendedores
El mecanismo básico de las baterías de NiZn se conoce desde hace más de un siglo, pero la tecnología ha tenido dificultades para abrirse paso en el mercado porque su producción era complicada y no podía mantener el ritmo de ciclos de carga de otros tipos.
Fraunhofer IZM cuenta con más de dos décadas de experiencia en pilas de zinc, por lo que no es de extrañar que la startup Zn2H2 esté ubicada en Start-A-Factory, el laboratorio incubador de I+D de Fraunhofer IZM. Start-a-Factory ofrece al equipo de la nueva empresa un acceso directo a la amplia experiencia del Instituto a la hora de trabajar en su idea de una pila de zinc-hidrógeno. Zn2H2 también ha conseguido desarrollar un proceso rentable de recubrimiento directo de electrodos de hidróxido de níquel (Ni(OH)₂). Esto permite fabricar pilas de níquel-zinc de altísima potencia.
Las pilas típicas de este tipo se fabrican con una gruesa capa sinterizada de hidróxido de níquel en el lado positivo para acompañar al electrodo de zinc. El novedoso proceso creado por Zn2H2 funciona depositando níquel directamente sobre una fina lámina de acero en el electrodo positivo. Esto permite fabricar electrodos de gran superficie que pueden enrollarse, de forma similar a las baterías cilíndricas de iones de litio. Junto con la gran conductividad del electrolito acuoso, la batería puede descargarse más rápidamente, pero también cargarse de nuevo con mayor fiabilidad.
Pruebas de las baterías en el Fraunhofer IZM
Haciendo buen uso de los años de experiencia de los investigadores del Fraunhofer IZM con las baterías basadas en zinc y de la infraestructura de pruebas establecida en el Instituto, los electrodos y las baterías de NiZn se comprobaron a fondo en nombre de Zn2H2 en los laboratorios del Instituto. Una prueba realizada en el Fraunhofer IZM durante más de 20.000 ciclos demostró una elevada tasa de descarga a más de varios 100 C y una potencia que superaba los 10.000 W/kg.
Para todos los participantes en el proyecto, las ventajas de las baterías de NiZn eran evidentes: con tiempos de descarga que oscilan entre unas pocas decenas de segundos y unos cinco minutos, las novedosas baterías de NiZn son ideales para su uso en centros de datos a hiperescala, o en cualquier otro lugar donde se necesite mucha energía durante un periodo de tiempo muy limitado. Ofrecen densidades de energía de 40 a 50 Wh/kg a alta potencia y de hasta 170 Wh/kg a baja potencia. En comparación con las baterías de litio estándar, presentan un menor peso total, menores costes de producción y materias primas más fáciles de obtener. Por tanto, las baterías también serían adecuadas para su uso en vehículos con motor de combustión para alimentar los motores de arranque a bajas temperaturas.
La cooperación entre Zn2H2 y el Fraunhofer IZM demostró una vez más las ventajas de este tipo de colaboración: Una nueva forma de pensar se une a años de experiencia: el semillero perfecto para una innovación más rápida y un plazo de comercialización más breve.
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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