La presa de almacenamiento de energía de estado sólido está a punto de reventar de par en par

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La nueva tecnología de almacenamiento de energía de iones de litio de estado sólido aún se encuentra en la fase de I+D, y ya ha atraído a los fabricantes de vehículos eléctricos a los que les encanta la idea de incluir más potencia en espacios más pequeños mientras ahorran peso, mejoran el rendimiento y también mejoran su perfil de seguridad. Ahora parece que el campo de almacenamiento estacionario también se está pasando al lado de estado sólido.

QuantumScape está en una lágrima de almacenamiento de energía de estado sólido

Para aquellos de ustedes que son nuevos en el tema, las baterías de iones de litio convencionales se basan en un electrolito líquido, que puede ser un poco molesto a menos que se diseñe adecuadamente.

Una solución emergente es deshacerse del electrolito líquido por completo en favor de un material sólido, como una cerámica especializada. El enfoque de estado sólido también es complicado, pero uno de los científicos que buscan el unicornio de estado sólido es el famoso investigador de la Universidad de Texas John Goodenough, a quien se le atribuye ampliamente la invención de la tecnología de iones de litio recargable de hoy, y eso es un indicador bastante bueno de la calidad de la investigación en esa dirección.

Los materiales de las baterías de estado sólido eran algo conocido a principios del siglo XIX, pero el interés comercial en las baterías de estado sólido no cobró fuerza hasta 2020, cuando la idea despegó como un cohete en el campo de los vehículos eléctricos.

La firma de baterías de estado sólido QuantumScape actualmente cita relaciones con tres fabricantes de automóviles, incluido Volkswagen Group. Las dos compañías comenzaron a colaborar en baterías de estado sólido para vehículos eléctricos en 2015.

Han subido la apuesta desde entonces, con planes en marcha para una instalación de fabricación piloto en Alemania. En una carta reciente a los accionistas, QauntumScape describió el plan de fabricación de la batería y emitió un informe de progreso sobre sus celdas de estado sólido de cuatro capas, cada una de las cuales consta de “un cátodo, un separador de estado sólido y un ánodo de metal de litio formado in situ”.

Próximos pasos para el almacenamiento de energía de estado sólido

QauntumScape no permite que la hierba de almacenamiento de energía crezca bajo sus pies. La semana pasada, la empresa anunció un acuerdo con la empresa líder en tecnología energética Fluence, que es la primera asociación no automotriz para su tecnología de batería de metal de litio.

Eso es un avance significativo, considerando que tan recientemente como el verano pasado, el analista de mercado IDTechEx asumía que los vehículos eléctricos liderarían la demanda de baterías de estado sólido, seguidos por los teléfonos inteligentes. El almacenamiento estacionario podría saltarse la cabeza de ambos en poco tiempo.

“La relación estratégica une a dos empresas líder en innovación tecnológica enfocado en acelerar la adopción de energía limpia y reducir las emisiones globales de carbono”, dice QuantumScape con entusiasmo. “Las empresas colaborarán en lo que creen que es la primera solución de su tipo para incorporar la tecnología de baterías de QuantumScape en los productos de almacenamiento de energía estacionarios de Fluence a medida que se cumplan hitos técnicos y comerciales específicos”.

Las dos empresas están contemplando una gran tasa de crecimiento para el almacenamiento de energía estacionario en los próximos años. Fluence ya tiene un historial en la implementación de almacenamiento de energía para mejorar las redes de transmisión y reemplazar nuevas plantas de pico de gas, así que busque socios para concentrarse en esas áreas y en otras.

Como empresa asociada que vincula a Siemens y la empresa de servicios públicos AES, Fluence está en una buena posición para acelerar la comercialización de esas baterías de metal de litio cada vez que salen de la línea de montaje.

Más baterías de estado sólido para más vehículos eléctricos

Mientras tanto, la primavera pasada, Ford y BMW también se unieron al tren de baterías de estado sólido el año pasado. Mercedes-Benz y Stellantis también se contagiaron del error del estado sólido. GM dejó caer una pista sobre sus futuras ambiciones de baterías de estado sólido el mes pasado cuando formó una sociedad con la firma coreana POSCO Chemical. También se informa que Toyota y Hyundai están a bordo.

Ese es un campo terriblemente grande de jugadores de almacenamiento de energía que luchan por la tecnología que probablemente no llegue al mercado hasta 2025. Sin embargo, le da tiempo a la gente de I + D para resolver cualquier problema restante.

Un desarrollo especialmente interesante apareció recientemente en un estudio publicado en la revista Naturaleza, que describe una “clase de electrolitos elastoméricos de estado sólido con una fase de cristal plástico tridimensional interconectada”. Los nuevos electrolitos demuestran “una combinación de robustez mecánica, alta conductividad iónica, baja resistencia interfacial y alto número de transferencia de iones de litio” junto con “una poderosa estrategia para permitir el funcionamiento estable de baterías de litio de estado sólido de alta energía”.

La investigación es una colaboración entre el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea y el Instituto de Tecnología de Georgia.

En un comunicado de prensa sobre el nuevo estudio, GIT explica que los elastómeros son cauchos sintéticos comunes. El caucho no es el primer material que viene a la mente cuando el tema gira en torno a los materiales de almacenamiento de energía de próxima generación, pero el equipo de investigación le dio a su elastómero un giro de alta tecnología que lo transformó en una “supercarretera para el transporte rápido de iones de litio con una dureza mecánica superior”. , Resultando en .”

“El avance clave fue permitir que el material formara una fase de cristal plástico interconectado tridimensional dentro de la sólida matriz de caucho. Esta estructura única ha dado como resultado una alta conductividad iónica, propiedades mecánicas superiores y estabilidad electroquímica”, explica GIT.

Los nuevos electrolitos previenen el crecimiento de dendritas de litio que atormenta a sus contrapartes líquidas. GIT también señala que la fabricación del nuevo electrolito es un proceso relativamente simple a baja temperatura que produce un resultado de alta calidad.

Pero… ¿Qué pasa con el litio?

Sí, ¿qué pasa con eso? Los observadores de la cadena de suministro de EV han estado observando la cadena de suministro de litio como un halcón. El consenso general es que debe haber un aumento importante en la disponibilidad a medida que despega el mercado de almacenamiento de energía.

La tecnología de estado sólido puede ayudar, en parte al introducir baterías más robustas con un ciclo de vida más largo y al despejar el proceso de reciclaje. Sin embargo, la cadena de suministro global de litio todavía tiene que impulsarse a medida que se acelera la demanda de baterías.

minería de litio y la extracción de salmuera son dos soluciones disponibles, pero fácilmente pueden entrar en conflicto con los objetivos de preservación ambiental y cultural. Un área más prometedora de I+D de litio es la extracción geotérmica sin el uso de grandes lagunas de evaporación.

En junio pasado, nuestros amigos del Departamento de Energía de EE. UU. elaboraron un plano para el suministro de litio en los Estados Unidos y señaló que “El mundial de litio-Se espera que el mercado de baterías crezca en un factor de 5 a 10 en la próxima década”.

La base industrial de EE.UU. debe estar posicionada para responder a este gran aumento en demanda del mercado que, de lo contrario, probablemente se beneficiará con buenos recursos y apoyo competidores en Asia y Europa”, agregaron.

¡Juego encendido!

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Sin más, nos vemos en la próxima noticia. ¡Hasta la próxima!

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