Baterías de estado sólido. Una tecnología largamente esperada que podría cambiar el mundo

Imagínese que hay una tecnología que descubrimos hace siglos y que se invierten miles de millones de dólares en investigación para aprovecharla, pero no lo hemos hecho ... Solo nos movemos unos pasos hacia su control. Son las baterías, señores, las que pueden cambiar la forma en que usamos diferentes dispositivos, desde herramientas eléctricas, juguetes y computadoras portátiles hasta dispositivos médicos y naves espaciales. Pero esta situación puede cambiar en los próximos años, y las investigaciones recientes pueden considerarse una tecnología revolucionaria largamente esperada, y cuando se difunda, el mundo puede cambiar para mejor y, lo que es más importante, nos alejará de los combustibles fósiles que destruyeron nuestro planeta. mundo.

la batería

Las baterías son dispositivos capaces de almacenar energía química y convertirla en energía eléctrica a través de una descarga, y consta de cuatro partes principales: el cátodo, conectado al terminal positivo, el ánodo, conectado al terminal negativo, una sustancia que contiene iones libres que forman un medio que conduce la electricidad (electrolito), y el separador o aislante.

El cátodo y el ánodo son los electrodos, y para que ocurra una corriente eléctrica, los electrones deben moverse de un electrodo a otro, en este caso, los electrones pasan del electrodo negativo al electrodo positivo, por lo que el papel de los dos electrodos es para producir corriente eléctrica, lo que permite electrólito Al hacer fluir iones positivos entre los electrodos y equilibrar el flujo de electrones, el separador mantiene alejados los electrodos y evita cualquier contacto eléctrico o problemas que puedan ocurrir en el circuito.

batería de estado sólido

Existe una diferencia importante entre las baterías de estado líquido, como las baterías de litio que usamos actualmente en la mayoría de nuestros dispositivos, y las baterías de estado sólido que actualmente se están desarrollando intensamente, que es (la sustancia que contiene iones libres y constituye una sustancia conductora de la electricidad). medio) donde las baterías líquidas contienen un electrolito líquido, y permiten que algunos compuestos en el electrolito líquido crezcan cristales conocidos como dendritas, y la sobrecarga puede llevar a que los cristales se acumulen en el ánodo y luego entren en contacto con el cátodo, lo que consecuentemente conduce a explosiones peligrosas, a diferencia de los sólidos. baterías estatales que usamos actualmente, que incluyen un electrolito de tipo sólido, que previene el crecimiento de estas dendritas dañinas ya que la batería sólida tiene mayor densidad de energía, menor riesgo de incendio y explosión, ocupa menos espacio y es capaz de operar a diferentes temperaturas Sin ningún problema.

Desarrollo de tecnología de batería sólida

La mayoría de las empresas automovilísticas buscan cambiar a los coches eléctricos y son las mayores beneficiarias del desarrollo de la tecnología de baterías sólidas. La batería se considera el punto débil de los coches eléctricos porque hace que su autonomía operativa sea más corta en comparación con los coches tradicionales, que tienen una autonomía. Eso es muchas veces lo que los autos eléctricos pueden alcanzar, y el rango promedio de un auto eléctrico es de 250 a 300 millas (402 a 483 km) con una carga completa y toma de 17 a 450 horas cargar completamente un auto dependiendo de si el El automóvil se carga en una estación o utiliza un tomacorriente en el hogar, sin embargo, se espera que la popularidad de los vehículos eléctricos continúe creciendo para dominar eventualmente. En el sector automotriz, pero para dominar el mercado, los automóviles eléctricos deben extender su alcance a por lo menos 724 millas (XNUMX km) y siguen siendo asequibles para el consumidor.

Es por eso que Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota e incluso el fundador de Microsoft, Bill Gates, han invertido miles de millones de dólares en investigación para desarrollar baterías sólidas, y la compañía respaldada por Bill Gates conocida como QuantumScape fabrica baterías sólidas con capas cerámicas capaces de operar en diferentes temperaturas, mientras que Toyota tiene la intención de lanzar un número limitado de automóviles con baterías de estado sólido para 2025.

Baterías de estado sólido del tamaño de un grano de arroz.

Además, el físico ganador del Premio Nobel e inventor de la batería de litio y la memoria utilizada en las computadoras, “John GoodenoughUna patente para una batería de vitrocerámica sólida que es estable, no inflamable, proporciona una carga más rápida y puede almacenar tres veces más energía que la batería de iones de litio conocida. Esto se logró agregando sodio o litio para formar un electrodo en la batería. y lo más importante, es asequible y puede durar más. Tiene 2000 ciclos de carga y descarga y funciona en un rango de temperatura entre -4 ° F y 140 ° F (-20 ° C y 60 ° C).

Samsung funciona con baterías sólidas

 Si miramos los desarrollos que Logrado por Samsung En el campo de las baterías de estado sólido, creemos que pueden desarrollar una batería que se pueda cargar y descargar más de 1000 veces con un alcance de 500 millas (805 km) por carga, con una vida útil de 500000 millas, todo mientras Pudiendo operar eficientemente en temperaturas extremas.

Finalmente, las grandes empresas están cooperando en el campo de la investigación y el desarrollo para que la batería de estado sólido esté a nuestro alcance, y lo veremos en varios años a partir de ahora pero cuando aparezca, lo revolucionará todo porque no solo es confiable en autos eléctricos, pero estará en todo, desde dispositivos médicos, teléfonos inteligentes e incluso naves espaciales.

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