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Diseñan baterías de litio con una autonomía similar a las de gasolina y diesel

Las pilas actuales almacenan una cantidad relativamente baja de energía, lo que limita el uso de vehículos que funcionan al 100% con energía eléctrica


Un equipo de investigadores de Risø DTU, el Laboratorio Nacional de Energía Sostenible de la Universidad Técnica de Dinamarca, está diseñando pilas de litio más duraderas, que podrían abastecer incluso a grandes camiones eléctricos. Estas baterías, denominadas Li-air, son, según sus creadores, una oportunidad prometedora para los coches eléctricos, porque la densidad de energía de estas baterías sería comparable a la de la gasolina y el diesel. En este proyecto también colaboran socios de la Escuela de Física de la DTU y científicos de EE.UU. y Japón. Por Amalia Rodríguez.


Amalia Rodríguez Gómez
07/04/2011

Las baterías Li-air supondrían un desafío para la industria de los vehículos eléctricos. Fuente: Risø DTU
Las baterías Li-air supondrían un desafío para la industria de los vehículos eléctricos. Fuente: Risø DTU
Desde hace unos años, la industria del automóvil vive la que podría denominarse como ‘revolución eléctrica’ del motor. En este proceso de cambio, los combustibles fósiles -indispensables hasta ahora para generar energía- tienen los días contados por tratarse de recursos no renovables y altamente contaminantes. Para sustituirlos, en este sector surgen continuamente nuevos avances tecnológicos respetuosos con el medio ambiente: sustitución de combustible por energía eléctrica, empleo de baterías de litio u otros metales…

Con respecto a estas últimas, hasta ahora estas grandes pilas no proporcionaban autonomía suficiente a los vehículos como lo hace el carburante convencional ni tampoco la potencia necesaria para alcanzar cierta velocidad.

Por ello, un grupo de científicos del Risø DTU, Laboratorio Nacional de Energía Sostenible la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) trabaja en el diseño de nuevas baterías de litio más duraderas y eficientes, tal y como cuentan en esta nota de prensa publicada en su portal web.

Al frente de esta iniciativa, en la que colaboran además socios de la Escuela de Física de la DTU e investigadores de EE.UU. y Japón, está Tejs Vegge, científico senior de la división de Investigación de Materiales del Risø DTU.

Según Vegge, las baterías de Li-air -nombre que reciben estas pilas- son una oportunidad prometedora para los coches eléctricos: “Si tenemos éxito en el desarrollo de esta tecnología, nos enfrentamos a la última irrupción de los coches eléctricos, porque en la práctica, la densidad de energía de las baterías de Li-air será comparable a la de las baterías de gasolina y diesel, si se tiene en cuenta que un motor de combustión sólo tiene una eficiencia de alrededor del 30 por ciento”.

De derecha a izquierda: Daði Sveinbjörnsson, Poul Norby, Søren Højgaard Jensen y Tejs Vegge. Fuente: Risø DTU
De derecha a izquierda: Daði Sveinbjörnsson, Poul Norby, Søren Højgaard Jensen y Tejs Vegge. Fuente: Risø DTU
Baterías a base de pilas de litio

La apuesta del equipo de Vegge por el litio como materia prima de las baterías de coches eléctricos se basa en sus propiedades: de origen natural, es un metal blando y uno de sus puntos fuertes es la ligereza. Además, es un metal muy reactivo y se corroe rápidamente en una atmósfera húmeda.

En concreto, “la batería de Li-air ha sido diseñada con un electrodo de litio (ánodo), un electrolito y un carbón poroso electrodo (cátodo), lo que atrae el oxígeno del aire cuando la batería está operativa.

De esta manera, la batería cuenta con una apertura en un extremo, por donde tiene un suministro propio de oxígeno. Durante la descarga, el oxígeno reacciona con el litio para formar peróxido de litio (Li2O2), y durante la carga, este proceso se invierte para liberar oxígeno. Ambas reacciones se producen en la superficie del electrodo de carbono poroso”, explican los científicos daneses.

Comportamiento ‘humano’ de la batería

Al igual que los seres humanos, la batería aumenta de peso y, en ocasiones, padece falta de aire, lo que en el caso de los humanos llamaríamos falta de aliento.

Según Soren Jensen Højgaard, investigador de la división de Pilas de Combustible y Química del Estado Sólido del Risø DTU que también trabaja en esta iniciativa: “La interacción con el aire requiere que el electrodo tenga una superficie muy grande. Los prototipos con los que estamos trabajando ahora cuentan con una densidad de corriente de aproximadamente un miliamperio por centímetro cuadrado de superficie, y esto ha de ser aumentado antes de que las baterías estén listas para ser utilizadas”.

Al mismo tiempo, el electrodo puede tener falta de aire: “El oxígeno absorbido por la batería reacciona con el litio para formar peróxido de litio, que puede provocar la obstrucción de los agregados en los canales de la batería, haciendo que se bloqueen y se prohíba el suministro de oxígeno adicional. En nuestras pruebas, utilizamos el oxígeno puro, pero los problemas se acumulan cuando el oxígeno tiene que ser extraído del aire ordinario”, afirma Soren Jensen Højgaard, quien matiza que “este aire contiene también humedad, y hay que tener en cuenta que el litio y la humedad no hacen una buena combinación”.

Dichos estudios, publicados en esta nota, complementan las investigaciones sobre baterías de litio realizadas por el laboratorio danés.

En cuanto a su vida útil, las actuales baterías son caras y sólo son capaces de almacenar una cantidad relativamente baja de energía, hecho que recoge este informe. sobre energía elaborado por Hans Larsen y Leif Sønderberg Petersen, ambos investigadores del Risø DTU.

“La densidad de energía en las baterías actuales es casi dos veces menor que la de los combustibles fósiles. Esto significa que un conjunto de baterías que contiene la energía correspondiente a 50 litros de gasolina pesa entre 1,5 y 2 toneladas”, afirma el estudio.

De la teoría a la práctica

Para probar las múltiples propiedades de la batería, los científicos emplearon un congelador: “Las baterías tienen que ser capaces de soportar fuertes heladas y el calor extremo, es decir, resistir hasta -60°C y temperaturas en torno a los 50°C”, puntualiza Søren Højgaard Jensen.

Nueva estación de recarga eléctrica de Siemens. Fuente: www.siemens.com
Nueva estación de recarga eléctrica de Siemens. Fuente: www.siemens.com
Otro de los retos de los investigadores daneses es aumentar la resistencia y capacidad de carga de estas baterías. Pero no sólo eso.

Además de la cantidad de carga que la batería debe ser capaz de soportar, también debe ser un proceso lo más rápido posible: “Piense en el volumen de energía transferida al repostar gasolina en su coche. Se tarda un par de minutos, y con ello usted puede recorrer otros 800 ó 1.000 kilómetros.

Este es un verdadero reto para las baterías de Li-air, ya que potencialmente pueden ser capaces de contener la misma cantidad de energía que la gasolina, pero se necesita mucho más tiempo para abastecerse de combustible”, asegura Tejs Vegge.

Estaciones de recarga más rápidas

Mientras los investigadores del Risø DTU siguen trabajando en el diseño de estas baterías de litio, cientos de kilómetros al este, concretamente en Alemania, la empresa Siemens ha lanzado recientemente la estación de recarga eléctrica CP700A, más rápida y segura para los conductores de vehículos eléctricos.

Las características de estas estaciones de recarga eléctrica se recogen en este informe, elaborado por la compañía.

Por un lado, durante la carga, el enchufe del vehículo y la manguera de carga no se separan sin autorización. Además, la estación tiene una salida de carga de 22 kilovatios y un sistema trifásico de corriente alterna de 32 amperios, lo que permite a los vehículos recargar en el intervalo de una hora, según se informa en esta nota.

Otra novedad es que para informar de la disponibilidad de uso, la iluminación exterior señaliza a una distancia si la estación está ocupada.

Los prototipos de esta estación de carga ya han sido utilizados en proyectos realizados por el Ministerio alemán de Medio Ambiente en varias regiones del país. Esta nueva estación de carga también se utilizará en el proyecto eMotion, patrocinado por la Unión Europea.



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1.Publicado por Javi el 07/04/2011 12:25
“La densidad de energía en las baterías actuales es casi dos veces menor que la de los combustibles fósiles. Esto significa que un conjunto de baterías que contiene la energía correspondiente a 50 litros de gasolina pesa entre 1,5 y 2 toneladas”

No sera "casi dos ORDENES DE MAGNITUD menor"?

2.Publicado por Concierto el 07/04/2011 18:51
La verdad que sería genial que esto fuera una realidad en unos años, así no dependeriamos del petróleo con lo que contamina y lo caro que está.

3.Publicado por Kike el 07/04/2011 20:54
Ahora sólo falta que se carguen igual de rápido que lo que se tarda en cargar un coche de gasolina/gasoil. Porque como tengas en un viaje largo que parar 8 horas para recargar, te puedes morir...

4.Publicado por miguel el 08/04/2011 12:53
Fuentes de energia hay.Intereses...tambien!

5.Publicado por marcos el 08/04/2011 22:57
Excelente noticia!! Thx x la informacion facilitada, y seguir asi ya que es una pagina estupenda y gracias a ella estamos al dia.

pd:Conoce las mejores ofertas!! Lineas ADSL Vodafone,salu2.

6.Publicado por Alan Tarré el 09/04/2011 06:25
Por Favor!! Pensamiento lateral muchachos!
Cambien el servicio en lugar de imitar al surtidor de combustible fósil.

Corrijan si no es una buena idea:

El Vehículo llega a la estación de servicio eléctrico, El playero de la estación viene con un carro para extraer la batería descargada y otro trae una batería igual pero cargada. Es lo mejor! sólo hay que re diseñar los vehículos y ponerse de acuerdo en un estándar de baterías con una misma forma y una misma conexión tanto para la carga como para el uso.

Las baterías pueden cargarse durante un mayor tiempo y a menos potencia, lo que reduce dramáticamente el inminente peligro de accidentes eléctricos, lo cual es otro obstáculo.

La industria de los autos eléctricos recién empieza, y va a ser rentable cambiar el paradigma, porque el precio del combustible fósil no deja de aumentar y la gente busca algo más barato, no seamos hipócritas que el medio ambiente sigue siendo un tema secundario.

Que les llegue este comentario a todos aquellos que investigan esta tecnología en el mundo, ya que les va a ahorrar mucho tiempo y dinero.

Me gustaría pedir solamente tres cosas, y apelo a su criterio y principios morales.

Mi pedido principal es que llamen a este método, "Tarré" Porque mi nombre es Alan Rodrigo Tarré, sólo quiero que mi padre se entere si pude ayudar en algo al mundo, es que está viejo y amargado, sé que se alegraría mucho.

Lo segundo, sugiero que todos tengan derecho a usar este método en carácter de patrimonio de la humanidad. La idea es estandarizar, así que traten de flexibilizar la competitividad de marcas en cuanto la forma de las baterías y la extracción. Pueden diferenciarse luego en variables como: Masa, Capacidad, o precio, para competir entre los diferentes diseños.

La tercera, Soy Argentino, y me gustaría mucho que se hagan notar en mi país, para incentivarlos a adoptar esta tecnología que ustedes están desarrollando y en la que invierten.

Sean amables con migo, y les prometo resolver el problema mas grave con el que se van a encontrar, el abastecimiento eléctrico.

Estoy intentando hacerme notar en mi país para compartir una idea revolucionaria con respecto a la energía, y lo mejor es que no es necesaria la fusión nuclear, e acomodado tecnologías existentes de una manera ingeniosa que permite cuadruplicar el suministro eléctrico de cualquier país. La inversión se recuperaría en meses de funcionamiento, incluso sería rentable investigar y aplicar métodos de captura y reciclaje de residuos industriales, incluidos los gases.
Con uso del prematuro prestigio que podrían llegar a darme si toman en cuenta lo que este joven de 23 años les ofrece, podríamos contar todos con un práctico auto eléctrico en menos de 5 años debido al gran avance que llevan y al "método Tarré" que lo hace rentable ahora mismo.

Se me ocurre hacer planes de financiación y un circuito cerrado para recuperar las baterías que se deterioran, trayendo beneficio en cuanto a costos, e investigación del producto. Es posible controlarlo porque quedarán en manos de las estaciones de servicio, así que pueden invertir financiada mente para que las personas gasten menos que con el combustible fósil de precio fluctuante, con un contrato a plazo razonable, por ejemplo, eso permitiría amortizar los costos iniciales y permitiría iniciar la competencia con los viejos cacharros y sus gases.

Si estoy pecando de arrogante, pues pido que me enseñen el porqué, ya que llevo días acumulados de pensar en estas cosas, y ya quiero poner en tela de juicio estas ideas como para materializar las. Es que no puedo profundizar más, Yo creo en la inteligencia colectiva, en la cual, todos aportamos algo.
Mi aporte es estructurar y simplificar soluciones a los problemas, otros estarán más capacitados para encarar los en la practica, pues tengo fe en que puedo ahorrarles tiempo y dinero a quienes están demasiado enfocados en su tema como para ver proclividades diferentes al trabajo diario.

Pregunto, ¿que tipo de efectos tiene la respiración de estas baterías? ¿es posible hacer un circuito cerrado de oxígeno regulado con una bomba que regule una presión razonable de oxígeno?

Saludos

Alan





7.Publicado por Pepe el 09/04/2011 20:29
Para Alan Tarré
Creo que ya te han copiado la idea. Mira en
http://www.renault-ze.com
Pepe

8.Publicado por Alan el 10/04/2011 01:40
Tienes razón Pepe, ahí lo vi, lo llaman "Sistema Quickdrop"
Bueno, ojalá el desarrollo tecnológico de los países de habla hispana desarrollen antes un sistema de estándar que pueda suministrar servicio a la mayoría de la gente, piensen que el éxito de Ford radicó principalmente en haber apuntado a la gente común, y a estandarizar todo lo posible, la fabricación en serie empezó prácticamente en sus fábricas.

ojalá mi granito de arena aporte algo, y exista el método "Tarré" como una alternativa rápida, rentable y segura para todo público.

Saludos

9.Publicado por Joxelito el 13/04/2011 13:25
Alan apenas hay referencias sobre ti en internet, si te dedicaras a la investigación, colaboraras con alguna universidad, o estuvieras en algún proyecto, las habría, sin embargo no estás, si tienes buenas ideas (como mucha gente) ponlas en conocimiento de quien sea pertinente, para ver si son viables y rentables, aqui solo veo palabrería y ninguna referencia, y por lo visto una de las ideas es de renault... pretendes que llamemos a algo por tu nombre cuando solo piensas aportar la idea?? hay mucho más trabajo detrás de una idea, hay que hacer mucahs cosas para que sea viable. Desde mi punto de vista si que pecas de arrogante, y mucho. Además. aunque la idea de la noticia fuese de un particular, actualmente se suele trabajar en grupo y a pocas cosas se les pone el nombre del creador original. Suerte

10.Publicado por Carlos S. el 17/04/2011 02:37
El problema debería analizarse completo: ¿de dónde se obtendrá la electricidad para hacer funcionar todos los vehículos actuales? ¿de la combustión de hidrocarburos o carbón, tal vez? ¿o de alguna centrallila nuclear?
No desmerezco el valor de los estudios sobre baterías, pero por momentos me parece que nos estamos olvidando cuestiones más graves.
Saludos cordiales.

11.Publicado por Adri C. el 18/04/2011 15:38
Tarré. A parte de que esas ideas de las que alardeas, ya están más que pensadas, en el caso de que no lo hubieran estado, a los 10 minutos tendrias a un señorito forrandose a tu costa con una patente registrada.
Las ideas buenas, pero que no sean como bien dice uno por ahi, palabreria, si no que esten bien planteadas y demostrado que se pueden hacer y que son viables, deben ser patentadas. Y si lo haces por amor al arte y sigues pensando ideas que puedan ayudar, ya sabes, a decirmelo a mi, que lo patento.

12.Publicado por Alan Tarré el 18/04/2011 22:40
Adri C. tienes razón, en estos tiempos, una buena idea es patentada y guardada en un cajón. pero analicemos lo siguiente, ¿que sería de nuestras vidas si el descubrimiento del fuego hubiese sido guardado celosamente?
es probable que otra persona lo hubiese descubierto por si misma y compartido con los demás tarde o temprano. ¿quién hace mas daño? ¿a quien castigaría la ley?
Opino que es muy absurdo no poder compartir las ideas, ya que es mas beneficioso lucrar con productos elaborados y no vendiendo los diseños de algo que no se sabe si funciona.

No alardeo que esas ideas sean mías, sólo comparto el producto de pensamientos y respuestas que gradualmente se me han concedido con el tiempo y que son parte potencial de otro desarrollo, de hecho, he estado esperando hace bastante esta publicación.


Para Carlos S.

que opinas de combinar: Minas abandonadas, una presa de energía hidráulica y fábricas, todas debajo de una planicie artificial.

Ronda en mi cabeza la idea de instalar tres o cuatro recintos para producir energía nuclear, en el fondo de cualquier mina, cada recinto funcionará durante 50 años produciendo grandes cantidades de energía, hasta ser sepultados y relevados por otros.

Arriba de las plantas nucleares, pueden instalar refinadoras electrolíticas de aluminio entre otras cosas, y arriba del todo, viviendas para los trabajadores, con escuelas, recintos religiosos, mercado, cine, etc.

La calefacción, se resuelve con el agua de enfriamiento, lo que se evapore, humedecerá la superficie.

En las horas de menor consumo, se puede bombear agua desde algún lago y enviarla al mencionado lago artificial. Y con la planta hidroeléctrica, podrán hacer frente a la variación de consumo eléctrico.

Las industrias pueden regular a conciencia su consumo eléctrico, además, un complejo de este tipo permitiría abastecer cualquier demanda eléctrica previamente planeada.

¿usted que opina? ¿no es más ecológico y rentable económicamente?


Soy muy crítico con mis propias ideas, pero esta en particular me gusta mucho, y estoy ansioso por verla realizarse. y si alguien la patenta para beneficio propio, le espera un juicio muy grande, porque yo guardo documentación que verifica que estas ideas las produje yo, y si alguien las patenta después de esa fecha, mas le valdrá ser un buen humano y compartirla con la sociedad, como lo e hecho y seguiré haciendo.
Lamentablemente, no me doy el lujo de revelar detalles cruciales para lograr la viabilidad, son parte de un anteproyecto muy elaborado como para describirlo en un comentario. Quisiera estar listo para colaborar con el mundo ahora, pero no lo estoy.

Saludos

13.Publicado por marselor el 02/05/2011 16:05
Hola cuidadanos del mundo . me llamo marcelo vivo en Jujuy Argentina, soy aficionado a la ciencia y los inventos, quisiera conversar con personas interesadas en desarrollar ideas y proyectos tecnocientificos para un mundo mejor ; marselor2009@hotmail.com. tel 0388154308736 . mi aporte teorico es : TEORIA DEL PROSUMO ENERGETICO O AUTOGENERACION DE ENERGIA

14.Publicado por jose9258 el 13/08/2011 15:55
hola yo estoy interesado en ideas y proyectos y tengo los mios aunque no los subo a internet por eso de los hacker ,claro y mi idea es aportar con inventos que ayuden al mundo alguien que me inspiro fue Nikola Tesla yo soy un apacionado en estos temas tela creia en metodo facil y efecto para trasmicion de energia por otdo el mundo y may vajo consto donde esta electrocidad se estraia ilimitadamente de la ionosfera y podía ser fácilmente recibida por unas antenas receptoras y dar electrecidad gratuita para todo el mundo es estraño que en todos los artuculos que lei sobre no haya visto la justificacion del motivo de su no uso execto porque aria perder dinero a los empresarios de aquella epoca era una solucion a un problema no resuelto y aun hoy se estudio en los grandes laboratorios para aplicaciones militares creo eso lo vi en discovery mi canal favorito de ciencia y adelantos hacia el futuro por otro lado estaba el echo de cualquiera pueda tomar la electrecidad de la red en fin esta idea era simplemento imposible desde el punto de vista politico el pobre tesla parese que no se dio cuenta de ese detalle aunque su se ubiera echo realidad gracias a esas ideas se ubiera podido dar electrecidad para que funcionen todos los carros del mundo tal y como dise en documental que vi . la aportacion de la diferentes ideas energeticas puede provenir de las diferentes culturas de las personas en eso de que la aportacion de cada quien para solucion del probleme energético estoy deacuerdo. ala lo que dijiste sobre tu padre me causo cierta emocion porque yo tambien estoy en una condición paresida pues no tengo un trabajo para sostener a mi familia al mismo tiempo que solo quisiera conseguir a alguien que financie mis ideas ya comprobadas con excelente éxito e visto esa que dijiste tu idea en discovery e visto a mas tres personas en mundo pensarlas por televisor asta los modelos en 3d adaptados para una ciudad especifica y no se considera una solución de uso general solo para ciudades en especificas.
yo todos mis conocimientos los obtuve te internet en foros libres como taringa o foros especializados de algun tema
deseria encontrar personas interesadas en comprar ideas en las cuales yo trabaje ahora tengo problemas asta con el pago del internet o en compar ideas originales o asociarme por mucho supero a cualquier tecnico lo visto cuando estube en contacto con ellos por eso pienso que nada mas me faltan dos años para considerarmen un ingeniero electronica que los supera a ellos mi pasion consiste en crear ideas originales para mi no es trabajo sino una pasion estoy dispuesto pensar diaz enteros y trabajar desde la mañana asta la noche en pensamientos que podrian ser muy dificiles asta para un ingeniero me gustaria ser tan capaz como un cientifico de 10 carreras especialisado
BUENO SOLO ESTOY BUSCADO A UNA EMPRESA U PERSONA QUE PAGUE EL INTERNET O SI ALGUIEN CONOCE A ALGUIEN QUE COMPRE INVENTOS SI ESA EMPRESA ME PAGA EL INTERNET YO ME COMPROMETO A DESARROLLARMES IDEAS DE UNA NATURALEZA QUE NINGUNO DE ESOS TECNICOS SIN MENOSPRECIAR PODRIA DESARROLLAR NO VALLA ALGUIEN A PENSAR QUE YO PIDO DINERO SIN TRABAJAR
SOLO PIDO CUANDO YA TERMINADO EL TRABAJO YO POR MI PARTE INTENTO SUPERAR Y PROFUNDIZAR ASTA DONDE NO LLEGA CUALQUIERA O NO LLEGADO NADIE. PODRIA TAMBIEN AYUDARLE A ALGUIEN EN CIERTA INVESTIGACION QUE REALIASE ESA ES MI PASIÓN NO COBRARÍA NI UN CENTAVO EXECTO SI MI IDEA RESULTA EN UNA GRAN APORTACION A LA EMPRESA Y QUE LE HAGA TENER GANANCIAS MUCHO MAYORES ME GUSTARIA ENTRAR A UNA FABRICA Y RESOLVER SUS PROBLEMAS COMO UN INGENIERO SIN PEDIR NADA SOLO CON SIMPLE ANALISIS Y OBSERVACIÓN Y REDISEÑAR Y MEJORAR PARA DARLE MEJOR PRODUCTIVIDA O ASTA PRODUCIRLE AHORROS MILLONARIOS SOLO A NIVEL TEORIORICO SIN PRODUCIR NINGUN CAMBIO EN ELLA Y SIMULANDO Y COMPROVANDO MIS DISENOS ESO LO ARIA GRATIS SOLO CUANDO MI DISEÑO SE PONGA EN MARCHA PUES QUE ME PAGUEN LO MISMO QUE SE LES PAGA A ALGUIEN
QUE UBIERA ECHO ESO O ASTA ALGO MENOS ESTOY NECESITADO TODAVÍA Y ACEPTARÍA CUALQUIER PROPUESTA QUE ESTOY SEGURO QUE BENEFICIARA MAS VOSOTROS QUE A MI .GRACIAS OJALA QUE CADA IDEA O TEORIA SEA UAN AYUDA A LA HUMANIDAD MI PASION CONSISTE EN ESO MAS QUE EN ACUMULAR DINERO YA QUE ESTE SIRVE PARA VOLVER A CREAR COSAS QUE PODRIAN AYUDAR MUCHOS DIJO TESLA .GRACIAS HUMILDEMENTE ME RETIRO

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