Introducción:
¡Guau! Este invento podría revolucionar por completo la industria global de las nuevas energías. El 12 de febrero de 2025, la prestigiosa revista internacional Nature publicó un avance revolucionario. El equipo de Peng Huisheng y Gao Yue, de la Universidad de Fudan (China), inventó un nuevo...Tecnología de "rejuvenecimiento" de baterías de litioRompiendo los principios de diseño tradicionales de las baterías de litio durante más de 30 años, ¡lo que permite extender su vida útil más de 10 veces! Una batería convencional de fosfato de hierro y litio mantiene el 96 % de su capacidad después de 11 818 ciclos de carga y descarga. Las baterías de litio actualmente en el mercado se utilizan entre 1000 y 2000 veces.
¿Qué significa esto? Antes, un Tesla necesitaba cambiar la batería cada 6-8 años, ¡pero ahora puede funcionar durante 60 años sin tener que cambiarla! ¡Tu iPhone puede cargarse y descargarse 10.000 veces sin perder batería!
La inspiración para la tecnología de reparación de baterías proviene de la terapia humana.
¿Cómo nació este descubrimiento milagroso?
Al igual que en el tratamiento de enfermedades humanas, nos centramos en reparar los problemas fundamentales de las baterías y al mismo tiempo proteger sus partes sanas", explicó Gao Yue, investigador de la Universidad de Fudan.
Originalmente, la principal causa del envejecimiento de las baterías de litio era la pérdida de iones de litio. Así como la falta de un nutriente en el cuerpo humano puede provocar enfermedades, las baterías también pueden experimentar una disminución de su rendimiento debido a la desnutrición. La idea innovadora del equipo es: ¿Podemos reponer los iones de litio perdidos en la batería como si se administrara una inyección a un paciente?
La IA ayuda a avanzar en tecnologías clave para equilibrar las baterías
Sin embargo, encontrar la "inyección" adecuada no es tarea fácil. Esta molécula portadora debe cumplir simultáneamente requisitos físicos y químicos muy estrictos:
- Tener actividad electroquímica y rango de voltaje de descomposición apropiados.
- Solubilidad adecuada en electrolito.
- Tiene excelente estabilidad al aire y estabilidad química.
- Acidez, alcalinidad y cinética de reacción adecuadas.
- Los productos de descomposición deben ser seguros e inofensivos.
- Lo más importante es que debería ser barato y fácil ampliar la producción.
La inteligencia artificial descubre materiales clave
Sin precedentes, el equipo de investigación recurrió a la inteligencia artificial. Digitalizaron las propiedades moleculares y emplearon el aprendizaje automático para encontrar respuestas a partir de una enorme cantidad de datos de química orgánica, electroquímica e ingeniería de materiales.
¡El esfuerzo valió la pena! Tras cuatro años de arduo trabajo, finalmente encontraron la solución ideal: CF₃SO₂Li (trifluorometanosulfonato de litio). Esta molécula es como un transportador en miniatura: lleva electrones de litio por un extremo y los descarga de forma segura en forma de gas por el otro una vez finalizado el transporte.
¡Los resultados experimentales son impactantes!
En el experimento, la batería que recibió este tratamiento de precisión mantuvo un rendimiento cercano al de fábrica, incluso después de entre 12 000 y 60 000 ciclos de carga y descarga. Esto no solo prolonga la vida útil de la batería, sino que también ofrece una solución técnica viable para resolver el problema de la contaminación a gran escala causada por baterías usadas.
Aún más emocionante es que esta tecnología ha abierto posibilidades completamente nuevas:
Se implementó un sistema de batería de cátodo libre de litio con un voltaje de 3,0 V y una densidad de energía de hasta 1192 Wh/kg.
Se desarrolló una batería de cátodo de poliacrilonitrilo sulfurado orgánico con una densidad de energía de 388 Wh/kg.
Impacto revolucionario
Este avance cambiará por completo las reglas del juego en la nueva industria energética:
Reducirá significativamente el coste de usar vehículos eléctricos, reducirá significativamente la contaminación ambiental causada por el desguace de baterías y abrirá nuevas ideas para el diseño de nuevas baterías; lo más emocionante es que el coste de esta tecnología es muy considerable: se espera que represente menos del 10% del coste total de la batería, lo que significa que tiene potencial para un uso comercial a gran escala.
Como afirmó el investigador Gao Yue: Ya sea para prolongar la vida útil de las baterías o para prevenir el abandono a gran escala y la contaminación ambiental, este "tratamiento de precisión" ofrece una solución técnica viable. Esta investigación no solo demuestra la capacidad innovadora de China en el campo de las nuevas energías, sino que también anuncia el inicio de una nueva era. En un futuro próximo, la "ansiedad por las baterías" podría ser cosa del pasado. ¡Esperemos con ansias la comercialización de esta revolucionaria tecnología lo antes posible!
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Hora de publicación: 28 de febrero de 2025