Introducción:
¡Vaya, esta invención puede revocar por completo las reglas del juego en la nueva industria de la energía global! El 12 de febrero de 2025, la revista internacional Top Nature publicó un avance revolucionario. El equipo de Peng Huisheng/Gao Yue de la Universidad de Fudan en China inventó un nuevoTecnología de "rejuvenecimiento" de la batería de litio, rompiendo los principios de diseño tradicionales de las baterías de litio durante más de 30 años, lo que puede extender la duración de la batería en más de 10 veces. ¡Una batería de fosfato de hierro de litio ordinaria aún mantiene el 96% de su capacidad después de 11,818 ciclos de carga y descarga! Ya sabes, las baterías de litio actualmente en el mercado se usan por 1000-2000 veces.
¿Qué quiere decir esto? Un Tesla solía necesitar reemplazar su batería cada 6-8 años, pero ahora se puede conducir durante 60 años sin tener que reemplazarla. ¡Su iPhone se puede cargar y descargar 10,000 veces sin perder energía!
La inspiración para la tecnología de reparación de baterías proviene de la terapia humana
¿Cómo nació este descubrimiento milagroso?
Al igual que el tratamiento de enfermedades humanas, nos centramos en reparar los problemas centrales de las baterías mientras protegemos sus piezas saludables ", explicó Gao Yue, investigador de la Universidad de Fudan.
Originalmente, la razón principal del "envejecimiento" de las baterías de litio fue la pérdida de iones de litio. Así como la falta de un cierto nutriente en el cuerpo humano puede conducir a una enfermedad, las baterías también pueden experimentar una disminución en el rendimiento debido a la desnutrición. La idea innovadora del equipo es: ¿podemos reponer los iones de litio perdidos en la batería como dar una inyección a un paciente?
AI ayuda a romper las tecnologías de equilibrio de batería clave
Sin embargo, encontrar la "inyección" apropiada no es una tarea fácil. Esta molécula portadora debe cumplir simultáneamente requisitos de propiedad física y química casi estrictas:
- Tener actividad electroquímica apropiada y rango de voltaje de descomposición.
- Solubilidad adecuada en electrolito.
- Tiene una excelente estabilidad del aire y estabilidad química.
- Acidez apropiada, alcalinidad y cinética de reacción.
- Los productos de descomposición deben ser seguros e inofensivos.
- Lo más importante, debe ser barato y fácil de ampliar la producción.
La inteligencia artificial descubre materiales clave
Sin precedentes que seguir, el equipo de investigación recurrió a la inteligencia artificial. Digitalizaron las propiedades moleculares y utilizaron el aprendizaje automático para encontrar respuestas de una gran cantidad de datos de ingeniería de química orgánica, electroquímica e ingeniería de materiales.
¡El trabajo duro valió la pena! Después de 4 años de arduo trabajo, finalmente encontraron la solución ideal: CF3SO2LI (trifluorometanosulfonato de litio). Esta molécula es como un transportador en miniatura, transportando electrones de litio en un extremo y descargándolos de forma segura como gas en el otro extremo después de que se completa el transporte.
¡Los resultados experimentales son impactantes!
En el experimento, la batería que recibió este "tratamiento de precisión" todavía tenía un rendimiento cerca del nivel de fábrica incluso después de 12000 a 60000 ciclos de carga y descarga. Esto no solo extiende la duración de la batería, sino que también proporciona una solución técnica factible para resolver el problema de la contaminación de la batería de desechos a gran escala.
Aún más emocionante es que esta tecnología ha abierto posibilidades completamente nuevas:
Implementó un sistema de batería de cátodo sin litio con un voltaje de 3.0V y una densidad de energía de hasta 1192 WH/kg.
Desarrolló una batería de bolsa de cátodo de poliacrilonitrilo sulfurado orgánico con una densidad de energía de 388 WH/kg.
Impacto revolucionario
Este avance cambiará completamente las reglas del juego en la nueva industria energética:
Reducirá significativamente el costo de usar vehículos eléctricos, reducirá significativamente la contaminación ambiental causada por el desguace de la batería y abrirá nuevas ideas para el diseño de nuevas baterías; Lo más emocionante es que el costo de esta tecnología es muy considerable: se espera que represente menos del 10% del costo total de la batería, lo que significa que tiene el potencial de uso comercial a gran escala.
Como dijo el investigador Gao Yue: si se trata de extender la duración de la batería o prevenir el abandono a gran escala y la contaminación ambiental, este "tratamiento de precisión" proporciona una solución técnica factible. Esta investigación no solo demuestra la fortaleza innovadora de China en el campo de la nueva energía, sino que también anuncia la llegada de una nueva era. En el futuro cercano, la "ansiedad por la batería" puede convertirse en historia. ¡Esperemos con ansias la comercialización de esta tecnología revolucionaria lo antes posible!
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Tiempo de publicación: febrero 28-2025