{"id":1702,"date":"2014-12-29T14:49:50","date_gmt":"2014-12-29T13:49:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.inesem.es\/revistadigital\/gestion-integrada\/?p=1702"},"modified":"2024-08-19T09:03:58","modified_gmt":"2024-08-19T07:03:58","slug":"tecnologias-baterias-nueva-generacion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inesem.es\/revistadigital\/gestion-integrada\/tecnologias-baterias-nueva-generacion","title":{"rendered":"Nuevas tecnolog\u00edas en bater\u00edas de nueva generaci\u00f3n. Presente y futuro"},"content":{"rendered":"<p align=\"left\">Hace poco sal\u00ed a tomar un caf\u00e9 en una zona de compras y me percat\u00e9 de que los enchufes de esta cafeter\u00eda era un recurso muy codiciado ya que muchos de los clientes de esta, entraban a la cafeter\u00eda con el fin de alimentar a su tel\u00e9fono m\u00f3vil antes que a s\u00ed mismos.<\/p>\n<p align=\"left\">Los dispositivos m\u00f3viles son miniordenadores ya que sirven no solo para llamar sino como c\u00e1mara fotogr\u00e1fica, acceso a internet, juegos y aplicaciones varias, con el inconveniente de que cada uno de estos usos requiere sus electrones para funcionar. Es com\u00fan entre los usuarios, yo el primero, quejarnos sobre la corta duraci\u00f3n de las bater\u00edas de nuestros dispositivos, el motivo es que no somos conscientes de que con las bater\u00edas i\u00f3n-litio actuales solo tendr\u00edamos que cargar el m\u00f3vil una vez al mes si las mismas alimentaran a los tel\u00e9fonos m\u00f3viles de hace unos a\u00f1os; cuya funci\u00f3n solo era la de realizar llamadas.<\/p>\n<p align=\"left\">Pero abramos un poco el campo de uso de las bater\u00edas, ya que estas no solo las solemos tener en nuestros bolsillos adosadas a la electr\u00f3nica de consumo, sino que las tenemos en cualquier veh\u00edculo de combusti\u00f3n, las tenemos en instalaciones fotovoltaicas no conectadas a red y las tenemos cada vez m\u00e1s en los veh\u00edculos el\u00e9ctricos. Siendo en este \u00faltimo uso donde la industria en el campo del almacenamiento tiene el gran reto.<\/p>\n<p align=\"left\">Las bater\u00edas que m\u00e1s desarrollo han experimentado han sido las de <strong>i\u00f3n-litio<\/strong> ya que se ha reducido el <strong>peso<\/strong> de los materiales empleados al mismo tiempo que se ha aumentado la capacidad y eliminado el <strong>efecto memoria<\/strong>. Los <strong>par\u00e1metros fundamentales<\/strong> que definen la calidad de una bater\u00eda son b\u00e1sicamente tres:<\/p>\n<ul>\n<li><strong><span style=\"text-decoration: underline\">Densidad energ\u00e9tica<\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p align=\"left\">La densidad energ\u00e9tica o autonom\u00eda de una bater\u00eda es la cantidad de energ\u00eda que es capaz de almacenar por kilo de peso. Las bater\u00edas almacenan energ\u00eda debido a la reacci\u00f3n qu\u00edmica que se produce en ella y en la que los reactivos y productos intercambian part\u00edculas cargadas. Por ejemplo para las bater\u00edas de i\u00f3n-litio los electrones fluyen a trav\u00e9s del circuito externo y los iones litio a trav\u00e9s del electr\u00f3lito que separa ambos electrodos.<\/p>\n<p align=\"left\">El n\u00famero de electrones e iones litio que pueden transferirse es limitado y depende de la composici\u00f3n y la estructura del material de que est\u00e1 compuesto el electrodo. Por tanto existe una energ\u00eda m\u00e1xima te\u00f3rica que podremos alcanzar en funci\u00f3n del peso de los materiales que pueden intercambiar electrones tal y como nos indica la tabla peri\u00f3dica, la cual por ahora es donde se puede hallar la respuesta.<\/p>\n<ul>\n<li><strong><span style=\"text-decoration: underline\">Velocidad de carga<\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p align=\"left\">Es el tiempo que se necesita para cargar la bater\u00eda. La velocidad a la que los iones pueden desplazarse entre los electrodos es un factor limitante. Por ejemplo, en una bater\u00eda de i\u00f3n litio al inicio de la reacci\u00f3n, los iones litio abandonan la estructura cristalina de un electrodo a trav\u00e9s del seno del electr\u00f3lito e insertarse en la estructura del contraelectrodo. En su desplazamiento sufrir\u00e1n resistencia a su difusi\u00f3n, que es el factor principal que limita la velocidad de recarga de la bater\u00eda. Esta resistencia podr\u00eda ser muy peque\u00f1a o nula si el seno de difusi\u00f3n fuese aire como en las de tipo litio-aire.<\/p>\n<ul>\n<li><strong><span style=\"text-decoration: underline\">N\u00famero m\u00e1ximo de ciclos de recarga<\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p align=\"left\">Otro par\u00e1metro no menos importante que los anteriores es la cantidad de veces que una bater\u00eda se puede cargar y descargar, manteniendo su densidad energ\u00e9tica y dem\u00e1s propiedades t\u00e9cnicas.<\/p>\n<p align=\"left\">Las bater\u00edas son el \u201c<strong>cuello de botella<\/strong>\u201d que es\u00a0 necesario eliminar para la implantaci\u00f3n masiva de los coches el\u00e9ctricos y m\u00e1s concretamente su capacidad de autonom\u00eda y velocidad de recarga.<\/p>\n<p align=\"left\">La gente espera de un veh\u00edculo el\u00e9ctrico al menos una autonom\u00eda para repostar de <strong>700 kil\u00f3metros <\/strong>y en no m\u00e1s de 2 minutos. Para que una bater\u00eda tenga esa autonom\u00eda (ya no hablamos de velocidad de recarga) y poder competir con combustibles f\u00f3siles, tendr\u00eda que tener una densidad energ\u00e9tica de <strong>1.000 Wh\/kg<\/strong>. Actualmente las bater\u00edas tienen entre 4 y 5 veces menos densidad energ\u00e9tica. En cuanto al tiempo de recarga, la soluci\u00f3n puede pasar por que cuando se lleve el coche para su recarga, lo que se haga es cambiar directamente la bater\u00eda cargada por otra descargada.<\/p>\n<p align=\"left\">Son varias las estrategias que se est\u00e1n siguiendo para mejorar el rendimiento: por un lado se est\u00e1 trabajando en <strong>bater\u00edas i\u00f3n-litio avanzadas<\/strong>, intentando mejorar el rendimiento de los materiales en funci\u00f3n de la conductividad, la capacidad, la difusi\u00f3n, etc. La otra estrategia que se est\u00e1 siguiendo es desarrollar y resolver los problemas de otros sistemas de almacenamiento como <strong>litio-azufre<\/strong> y <strong>litio-aire <\/strong>y tecnolog\u00edas con<strong> nanopart\u00edculas.<\/strong><\/p>\n<p align=\"left\">Respecto a las bater\u00edas de <strong><span style=\"text-decoration: underline\">i\u00f3n-litio avanzadas<\/span><\/strong> se estima que su capacidad te\u00f3rica podr\u00eda llegar a los 300 Wh\/kg (actualmente alcanza los 200 Wh\/kg). Por tanto Esta densidad es insuficiente para el veh\u00edculo el\u00e9ctrico. Por tanto es complicado que el i\u00f3n-litio sea la bater\u00eda que propicie la implantaci\u00f3n masiva del autom\u00f3vil el\u00e9ctrico.<\/p>\n<p align=\"left\">El <strong><span style=\"text-decoration: underline\">litio-azufre<\/span><\/strong> es la tecnolog\u00eda alternativa al i\u00f3n-litio m\u00e1s desarrollada. Te\u00f3ricamente puede superar los 400 Wh\/kg, pero todav\u00eda debe superar algunos retos tecnol\u00f3gicos<br \/>\nantes de su comercializaci\u00f3n en masa. Uno de ellos es el de su seguridad.<\/p>\n<p align=\"left\"><strong>La <span style=\"text-decoration: underline\">nanotecnolog\u00eda<\/span><\/strong> tampoco es la soluci\u00f3n, a menos en su totalidad. El motivo es que aunque el uso de materiales al nivel nano tiene como ventaja que se disminuya dr\u00e1sticamente la distancia que los iones deben cruzar y por tanto la resistencia; tiene una desventaja en cuanto a la descomposici\u00f3n del electrolito en la superficie de las part\u00edculas, la cual se ve aumentada conduciendo a un envejecimiento de la bater\u00eda y una disminuci\u00f3n de su ciclo de vida. Un ejemplo es el uso del <a href=\"https:\/\/www.inesem.es\/revistadigital\/gestion-integrada\/grafeno-material-futuro\/\">grafeno<\/a>.<\/p>\n<p align=\"left\">Pero aunque no sea la soluci\u00f3n total, en parte la s\u00edntesis de materiales nanoestructurados ha abierto un campo de nuevas posibilidades y ha rescatado del olvido materiales antiguamente descartados por su falta de reactividad electroqu\u00edmica cuando se preparaban en tama\u00f1os de part\u00edcula grandes.<\/p>\n<p align=\"left\">El futuro es que los coches el\u00e9ctricos se muevan con <strong><span style=\"text-decoration: underline\">bater\u00edas de litio-aire<\/span><\/strong>, ya que estas s\u00ed que podr\u00e1n tener un rendimiento potencialmente equiparable al de los utilitarios de combusti\u00f3n f\u00f3sil; pero no solo hay que mirar el aspecto t\u00e9cnico en cuanto a la autonom\u00eda, sino que tambi\u00e9n es esencial la viabilidad econ\u00f3mica. Pero estas bater\u00edas est\u00e1n en una fase muy temprana de desarrollo.<\/p>\n<p align=\"left\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter  wp-image-1760\" title=\"Bateria_litio_aire_inesem\" src=\"https:\/\/www.inesem.es\/revistadigital\/gestion-integrada\/files\/2014\/12\/ScreenHunter_131-Dec.-29-14.43-325x244-custom.jpg\" alt=\"\" width=\"325\" height=\"244\" \/><\/p>\n<p align=\"left\">La realidad es que la mejor alternativa actualmente desarrollada es la tecnolog\u00eda de i\u00f3n-litio. Esta es la que se ha implantado en el modelo S de Tesla Motors y la que incorporar\u00e1 el h\u00edbrido Prius de Toyota en su pr\u00f3xima edici\u00f3n, sustituyendo a las de n\u00edquel-hidruro met\u00e1lico que utilizaba hasta ahora.<\/p>\n<p>Mientras todas estas innovaciones van tomando forma todo indica que seguiremos durante mucho tiempo nuestro acostumbrado peregrinar en busca de un enchufe libre en el que recargar nuestro tel\u00e9fono inteligente y no veremos el coche el\u00e9ctrico circular con normalidad.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Se explican los principales par\u00e1metros y distintos tipos de bater\u00edas de nueva generaci\u00f3n como las bater\u00edas de litio aire y litio azufre.<\/p>\n","protected":false},"author":36,"featured_media":1760,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"class_list":["post-1702","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-energia"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v23.5 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Nuevas tecnolog\u00edas en bater\u00edas de nueva generaci\u00f3n. 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EXPERIENCIA: \u2022 Profesor del Departamento de Proyectos, Energ\u00eda, Mantenimiento e Instalaciones de INESEM Business School. \u2022 Jefe de proyectos de infraestructuras energ\u00e9ticas en el sector de las renovables. \u2022 Jefe de proyectos en gesti\u00f3n de instalaciones t\u00e9cnicas. \u2022 Ingeniero en \u00e1rea de mantenimiento y maquinaria: coordinaci\u00f3n de parque de maquinaria. \u2022 Ingeniero de instalaciones y mantenimiento. \u2022 Ingeniero Consultor. \u2022 T\u00e9cnico Mantenimiento Electromec\u00e1nico. ESCRIBE SOBRE: Eficiencia Energ\u00e9tica \u2022 Energ\u00edas Renovables \u2022 Automatizaci\u00f3n Industrial \u2022 Instalaciones T\u00e9cnicas \u2022 Mantenimiento \u2022 Software de Dise\u00f1o \u2022 Gesti\u00f3n de Proyectos \u2022 Organizaci\u00f3n Industrial Linkedin de Manuel Ingeniero T\u00e9cnico Industrial, experto en energ\u00eda, eficiencia energ\u00e9tica y PRL. 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