{"id":30584,"date":"2021-12-22T09:09:52","date_gmt":"2021-12-22T09:09:52","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=30584"},"modified":"2022-04-20T02:31:00","modified_gmt":"2022-04-20T02:31:00","slug":"is-lithium-still-the-future-of-batteries","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/is-lithium-still-the-future-of-batteries\/","title":{"rendered":"\u00bfSigue siendo el litio el futuro de las bater\u00edas?"},"content":{"rendered":"
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\u00bfSigue siendo el litio el futuro de las bater\u00edas?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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  1. El futuro de las pilas<\/a><\/li>
  2. Tendencia general del futuro de las pilas<\/a><\/li>
  3. Tendencias tecnol\u00f3gicas del futuro de las pilas<\/a><\/li>
  4. Tendencia de desarrollo de la tecnolog\u00eda de las pilas en el futuro<\/a><\/li>
  5. Conclusi\u00f3n<\/a><\/li><\/ol><\/div>

    El futuro de las pilas<\/h2>

    La cuesti\u00f3n de el futuro de las pilas<\/strong> no es tan sencillo como preguntarse \"\u00bfc\u00f3mo se est\u00e1 desarrollando la tecnolog\u00eda o\u00bfC\u00f3mo ser\u00e1n las bater\u00edas en 2030? \u00bfC\u00f3mo funcionar\u00e1n? Cuanto m\u00e1s se piensa en ello, m\u00e1s interesante resulta. r \u00bfQu\u00e9 bater\u00edas ser\u00e1n las m\u00e1s populares?\". Si tratamos de convertirnos en \"futur\u00f3logos de las bater\u00edas\", aparecen problemas como \"el crecimiento de la poblaci\u00f3n\", \"la aparici\u00f3n de megaciudades\" y \"el cambio en las tendencias de fertilidad\". Lo \u00fanico de lo que puedo estar absolutamente seguro es de que el futuro de las pilas ser\u00e1 diferente del de las que utilizamos hoy.<\/p>

    Tendencia general del futuro de las pilas<\/h2>

    La primera pregunta que hay que plantearse es c\u00f3mo ser\u00e1 la sociedad del futuro y c\u00f3mo afectar\u00e1 a la evoluci\u00f3n de las tecnolog\u00edas de conducci\u00f3n, las normas reglamentarias, las diferencias regionales, etc. A principios de la d\u00e9cada de 2000, vi c\u00f3mo los gobiernos de Europa, Jap\u00f3n, Estados Unidos, China y muchos otros pa\u00edses hac\u00edan importantes ajustes en sus normas de ahorro de combustible y emisiones de di\u00f3xido de CARBONO en favor de veh\u00edculos m\u00e1s eficientes. En realidad, la tendencia comenz\u00f3 en los a\u00f1os setenta.<\/p>

    \"Tendencia<\/p>

    Como la poblaci\u00f3n mundial sigue creciendo, la necesidad de nuevas soluciones energ\u00e9ticas limpias por parte de los gobiernos sigue siendo elevada. El otro factor que hay que tener en cuenta es d\u00f3nde se concentrar\u00e1 el crecimiento de la poblaci\u00f3n. Seg\u00fan todas las proyecciones actuales, la mayor parte de este crecimiento se producir\u00e1 en las grandes ciudades. Incluso a un ritmo algo m\u00e1s lento que en d\u00e9cadas anteriores, la poblaci\u00f3n mundial sigue creciendo, y se prev\u00e9 que sigan surgiendo megaciudades de m\u00e1s de 20 millones de habitantes, por lo que la tecnolog\u00eda de las bater\u00edas de iones de litio tendr\u00e1 que seguir evolucionando para adaptarse a esta tendencia de crecimiento.<\/p>

    La magnitud y la concentraci\u00f3n del crecimiento demogr\u00e1fico impulsar\u00e1n cambios dr\u00e1sticos en muchas tecnolog\u00edas para hacer frente al agotamiento de los recursos naturales y las emisiones, los gases de efecto invernadero y los efectos de la contaminaci\u00f3n. Por ejemplo, funciones p\u00fablicas como las empresas de suministro el\u00e9ctrico, que hist\u00f3ricamente han estado muy centralizadas por el Estado, evolucionar\u00e1n hacia un sistema m\u00e1s descentralizado de producci\u00f3n y almacenamiento.<\/p>

    Hoy en d\u00eda, la electricidad se produce a gran escala quemando carb\u00f3n, energ\u00eda nuclear e hidroel\u00e9ctrica y se env\u00eda a los consumidores a trav\u00e9s de la red. Pero en el futuro, lo m\u00e1s probable es que la electricidad se produzca y almacene localmente. Podr\u00edamos encontrar tejados cubiertos de paneles solares, turbinas e\u00f3licas en zonas comunes, etc., todo lo cual requerir\u00eda sistemas de bater\u00edas para distribuir la energ\u00eda uniformemente a todos los hogares de una megaciudad.<\/p>

    El sector del transporte no se perder\u00e1 la transici\u00f3n tecnol\u00f3gica. Una tendencia interesante y creciente es que cada vez menos j\u00f3venes aspiran a tener coche propio y, en su lugar, muchos utilizan servicios de coche compartido y viven en zonas con transporte p\u00fablico. En lugar de comprar un coche que no utilizan la mayor parte del d\u00eda ni de la noche, lo pagan s\u00f3lo cuando lo necesitan. En algunas partes de Jap\u00f3n, tambi\u00e9n estamos viendo una tendencia hacia el \"transporte personal\", que dar\u00e1 lugar a un cambio importante en la forma en que los consumidores utilizan sus veh\u00edculos.<\/p>

    \"Una<\/p>

    El resto del mundo quiere emular las tendencias observadas en las ciudades japonesas, probablemente porque Jap\u00f3n est\u00e1 m\u00e1s densamente poblado que la mayor\u00eda de las dem\u00e1s partes del mundo. Ahora que el crecimiento demogr\u00e1fico se est\u00e1 ralentizando e incluso se est\u00e1 volviendo negativo, las ciudades japonesas con grandes poblaciones est\u00e1n envejeciendo y buscan formas de satisfacer las necesidades de la poblaci\u00f3n de m\u00e1s edad. Por supuesto, no podemos ignorar los crecientes mercados de China e India, donde la propiedad de autom\u00f3viles es un s\u00edmbolo de estatus y seguir\u00e1 experimentando un gran crecimiento.<\/p>

    Pero a medida que la demanda de autom\u00f3viles crezca r\u00e1pidamente, las megaciudades sufrir\u00e1n por la elevada contaminaci\u00f3n y la escasez de plazas de aparcamiento. La evoluci\u00f3n m\u00e1s reciente en el transporte ha sido la aparici\u00f3n de los veh\u00edculos autoconducidos. A medida que estos veh\u00edculos se introduzcan en grandes cantidades, seguir\u00e1n impulsando los avances en las tecnolog\u00edas auxiliares asociadas a ellos.<\/p>

    Tendencia de desarrollo de la tecnolog\u00eda de las pilas en el futuro<\/h2>

    \u00bfQu\u00e9 cambios en la tecnolog\u00eda de las bater\u00edas har\u00edan de las bater\u00edas de iones de litio un verdadero avance? Sin duda, los sistemas de bater\u00edas seguir\u00e1n avanzando, pero \u00bfse convertir\u00e1n en un verdadero avance? Eso es dif\u00edcil de responder. El litio ya es el metal m\u00e1s ligero de la tabla peri\u00f3dica, as\u00ed que no hay muchas opciones para seguir investigando m\u00e1s all\u00e1 de las t\u00e9cnicas basadas en el litio. Por tanto, es posible que el futuro de las bater\u00edas no venga de la sustituci\u00f3n del litio, sino de otros materiales.<\/p>

    Las bater\u00edas de iones de litio convencionales tienen b\u00e1sicamente tres partes mejorables: un c\u00e1todo, un \u00e1nodo y un electrolito. Mediante el estudio de estas tres partes, los investigadores pretenden mejorar la tensi\u00f3n disponible en circuito abierto y la densidad energ\u00e9tica de las bater\u00edas de iones de litio, as\u00ed como mejorar la seguridad y la vida \u00fatil de las bater\u00edas.<\/p>

    \"Las<\/p>

    Empecemos por el \u00e1nodo. En los \u00faltimos a\u00f1os se ha prestado mucha atenci\u00f3n a los materiales de los \u00e1nodos de silicio y esta\u00f1o por su alta capacidad espec\u00edfica y su promesa de mejorar la densidad energ\u00e9tica de las bater\u00edas. Aunque te\u00f3ricamente se pueden conseguir aumentos de la densidad energ\u00e9tica de hasta 300% o m\u00e1s utilizando negativos de silicio o esta\u00f1o, los aumentos reales suelen ser s\u00f3lo de un tercio de esa cifra, pero esto sigue impulsando la energ\u00eda espec\u00edfica de las bater\u00edas de iones de litio hasta niveles competitivos con los combustibles l\u00edquidos.<\/p>

    Sin embargo, ambos materiales adolecen del problema de la corta duraci\u00f3n del ciclo debido a la gran tasa de expansi\u00f3n del volumen de la l\u00e1mina de electrodos en el ciclo de carga-descarga. Pero eso no significa que debamos renunciar a ellos. Se est\u00e1n realizando esfuerzos para resolver el problema, como el uso de tecnolog\u00eda de nanomateriales, grafito, grafeno u otros materiales compuestos o recubiertos con elementos de silicio o esta\u00f1o, pueden amortiguar significativamente la expansi\u00f3n de volumen de los materiales.<\/p>

    Hemos observado que los aparatos electr\u00f3nicos personales son cada vez m\u00e1s peque\u00f1os, finos y port\u00e1tiles, y este tipo de tecnolog\u00eda avanzada es la que est\u00e1 empezando a aplicarse al sector de las fuentes de alimentaci\u00f3n port\u00e1tiles.<\/p>

    En comparaci\u00f3n con el transporte y el almacenamiento de energ\u00eda, estas aplicaciones requieren menos vida \u00fatil del sistema de bater\u00edas, lo que supone una buena oportunidad para el desarrollo y las pruebas de estas soluciones de bater\u00edas. Creo que a medida que estas nuevas tecnolog\u00edas de \u00e1nodos sigan desarroll\u00e1ndose, acabar\u00e1n sustituyendo parcialmente a los actuales materiales de \u00e1nodos basados en grafeno.<\/p>

    Los materiales de los c\u00e1todos tambi\u00e9n est\u00e1n experimentando mejoras. Por ejemplo, se combinan o mezclan distintas sustancias qu\u00edmicas para aprovechar las ventajas respectivas de los distintos materiales. Pero, con el nivel actual de investigaci\u00f3n, hay pocas posibilidades de que se produzcan avances significativos en el futuro de las bater\u00edas.<\/p>

    En el futuro de las bater\u00edas tambi\u00e9n se ver\u00e1n cambios graduales en el electrolito y el diafragma. El electrolito es fundamental para mejorar la tensi\u00f3n de circuito abierto de las bater\u00edas de iones de litio. En la actualidad, se han hecho muchos intentos con aditivos para electrolitos, y se ha informado de un gran n\u00famero de estudios sobre nuevos electrolitos, que pueden ser m\u00e1s seguros que la tecnolog\u00eda actual de aditivos. Los diafragmas tambi\u00e9n est\u00e1n recibiendo atenci\u00f3n, pero casi toda se centra en mejorar la seguridad de las bater\u00edas.<\/p>

    Muchos empresas de bater\u00edas de i\u00f3n litio<\/span><\/span><\/a> est\u00e1n empezando a utilizar diafragmas recubiertos de cer\u00e1mica porque se ha demostrado que son m\u00e1s permeables al electrolito que los diafragmas convencionales de POLIACRILATO-polietileno y que funcionan de forma constante y eficaz a temperaturas m\u00e1s elevadas.<\/p>

    \u00bfPodr\u00edamos ver otro tipo de mejoras tecnol\u00f3gicas que supusieran un desarrollo verdaderamente transformador para el futuro de las pilas y bater\u00edas de iones de litio? Quiz\u00e1 una de las nuevas tecnolog\u00edas m\u00e1s llamativas sean las bater\u00edas de estado s\u00f3lido. Las bater\u00edas de estado s\u00f3lido no utilizan electrolitos l\u00edquidos, y una de sus ventajas es su alto coeficiente energ\u00e9tico.<\/p>

    En comparaci\u00f3n con las bater\u00edas tradicionales de iones de litio, las de estado s\u00f3lido pueden reducir la cantidad de fluidos recogidos y no contienen membranas. Adem\u00e1s, se espera que las bater\u00edas de estado s\u00f3lido sean m\u00e1s seguras porque no contienen electrolitos l\u00edquidos inflamables y con fugas. Sin embargo, debido a que la investigaci\u00f3n y el desarrollo de la bater\u00eda de estado s\u00f3lido se encuentra en su fase inicial, hasta ahora la aplicaci\u00f3n de la bater\u00eda de iones de litio de estado s\u00f3lido es sobre todo de magnitud miliamperio-hora. Si estas pilas se pueden ampliar con \u00e9xito, podr\u00edan llegar a ser competitivas para aplicaciones a mayor escala.<\/p>

    La bater\u00eda de litio-aire tambi\u00e9n es un nuevo sistema de bater\u00edas en fase de investigaci\u00f3n. Las bater\u00edas de litio-aire utilizan un \u00e1nodo met\u00e1lico de litio, conectado a una capa de electrolito s\u00f3lido que se \"acopla electromec\u00e1nicamente\" al ox\u00edgeno del aire. Puede proporcionar una densidad de energ\u00eda muy alta, curvas de descarga muy planas, un uso pr\u00e1cticamente ilimitado mientras no haya exposici\u00f3n al agua y al di\u00f3xido de carbono del aire, y se espera que tenga toda una serie de ventajas, entre ellas el bajo coste y el respeto al medio ambiente. Sin embargo, las bater\u00edas de litio-aire tambi\u00e9n se enfrentan a serios retos, el mayor de los cuales es su limitada capacidad de producci\u00f3n de energ\u00eda.<\/p>

    \"Tendencia<\/p>

    En las dos \u00faltimas d\u00e9cadas, aproximadamente, las pilas de combustible han avanzado mucho y han recibido mucha atenci\u00f3n. Ya existen en el mercado micropilas de combustible, pilas de combustible para autom\u00f3viles y pilas de combustible de gran tama\u00f1o. Las pilas de combustible, que son esencialmente generadores, se solapan con las bater\u00edas de iones de litio en muchas aplicaciones. Si se resuelven la infraestructura y el coste de alimentaci\u00f3n del combustible, las pilas de combustible podr\u00edan sustituir parte del mercado de las bater\u00edas de iones de litio.<\/p>

    Otra tecnolog\u00eda de almacenamiento de energ\u00eda en auge son los condensadores, incluidos los de doble capa y los supercondensadores. Hist\u00f3ricamente, estas tecnolog\u00edas s\u00f3lo se han considerado adecuadas para necesidades energ\u00e9ticas explosivas, extremadamente cortas y de alta potencia. La investigaci\u00f3n actual se dirige a aumentar la densidad energ\u00e9tica de los condensadores, haci\u00e9ndolos as\u00ed m\u00e1s competitivos frente a las bater\u00edas convencionales. Adem\u00e1s, como la fabricaci\u00f3n de condensadores es muy similar a la de bater\u00edas de iones de litio, se espera que los fabricantes de bater\u00edas a\u00f1adan la tecnolog\u00eda de condensadores a sus productos de bater\u00edas.<\/p>

    Conclusi\u00f3n<\/h2>

    La tecnolog\u00eda de las bater\u00edas de iones de litio tiene un gran potencial de mejora y de perfeccionamiento del rendimiento actual de las bater\u00edas. Los costes de las bater\u00edas seguir\u00e1n bajando a medida que aumente la demanda, y las mejoras tecnol\u00f3gicas de su rendimiento antes mencionadas contribuir\u00e1n a reducirlos. Si la tecnolog\u00eda de las bater\u00edas va bien, la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de bater\u00edas estar\u00e1 pronto disponible. Sin embargo, los autores creen que ser\u00e1 dif\u00edcil alcanzar el objetivo de coste de $100 - $150 \/kWh fijado por organizaciones como el Departamento de Energ\u00eda de EE.UU. y la Advanced Battery Alliance.<\/p>

    \"futuro<\/p>

    En la actualidad, el Bater\u00eda de iones de litio 18650<\/span><\/span><\/a> se est\u00e1 produciendo en serie a un ritmo de casi 700 millones de celdas al a\u00f1o, y su precio ha tocado fondo en la horquilla de $170 - $220 \/kWh. Entonces, \u00bfc\u00f3mo puede mejorarse la tecnolog\u00eda para que la nueva bater\u00eda de gran tama\u00f1o sea lo bastante asequible como para cumplir los requisitos del DOE? Dado que el volumen de la bater\u00eda no es el mismo que el volumen del material activo real de la bater\u00eda, es importante transformar la tecnolog\u00eda de la bater\u00eda para abaratar el coste.<\/p>

    El crecimiento de las megaciudades impulsar\u00e1 tecnolog\u00edas m\u00e1s limpias para la producci\u00f3n y el almacenamiento de energ\u00eda. Es probable que los sistemas de almacenamiento de energ\u00eda basados en bater\u00edas se conviertan en una parte importante del suministro ininterrumpido de energ\u00eda a estas ciudades. Y los sistemas de transporte se ver\u00e1n obligados a adoptar la electrificaci\u00f3n para reducir su impacto en el aire urbano.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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