Esta batería de azufre semisólida ha superado la prueba de seguridad más rigurosa que existe

Las ventajas de las baterías sólidas de litio-azufre

Las baterías de litio convencionales, que emplean un electrolito líquido para transportar iones, han sido esenciales para el avance y la popularización de la movilidad eléctrica. Sin embargo, están llegando a su límite en cuanto a la capacidad de carga rápida, especialmente debido a las altas temperaturas asociadas con este proceso, lo que plantea preocupaciones de seguridad.

La búsqueda de una tecnología alternativa ha llevado a explorar diversas rutas. Una de las más habituales es la de reemplazar el electrolito líquido por uno sólido (usualmente cerámico), con el fin de eliminar los peligros de combustión. Pueden almacenar más energía por unidad de volumen, permiten tasas de recarga más altas y ofrecen mayores niveles de seguridad, ya que se elimina la posibilidad de incendio. Además, las baterías sólidas requieren menos cantidades de cobalto.

Objetivo de Desarrollo Sostenible relacionado: Energía asequible y no contaminante (ODS 7)

• Las baterías sólidas de litio-azufre contribuyen a la movilidad eléctrica, reduciendo así la dependencia de los combustibles fósiles y promoviendo una fuente de energía más limpia y sostenible.
• Al permitir tasas de recarga más altas, estas baterías facilitan la adopción de vehículos eléctricos y contribuyen a la expansión de la infraestructura de carga.

Seguridad de las baterías sólidas de litio-azufre

Las baterías de litio-azufre (Li-S) se consideran una tecnología muy prometedora debido a sus beneficios en términos de rendimiento técnico, coste y sostenibilidad ambiental. En los vehículos eléctricos, su elevada densidad energética y sus ventajas económicas podrían contribuir a disminuir la diferencia de precio y mejorar la autonomía en comparación con los vehículos tradicionales a combustible.

Sin embargo, el empleo de litio sólido junto con un electrolito orgánico líquido presenta ciertos desafíos. Las reacciones químicas internas en las baterías de azufre provocan la formación de sulfuro de litio sólido y polisulfuro de litio líquido, causando la pérdida de material activo en el cátodo de azufre y la corrosión en el ánodo de litio. Esto lleva a una degradación más rápida de la batería, limitando así su vida útil. El empleo de electrolitos sólidos en este tipo de baterías puede solucionar este problema.

Objetivo de Desarrollo Sostenible relacionado: Producción y consumo responsables (ODS 12)

• El uso de baterías sólidas de litio-azufre con electrolitos sólidos reduce la corrosión y la degradación de los materiales, lo que prolonga la vida útil de las baterías y disminuye la generación de residuos electrónicos.
• Al requerir menos cantidades de cobalto, estas baterías contribuyen a reducir la demanda de este mineral, que a menudo se extrae en condiciones laborales precarias y con impactos ambientales negativos.

Pruebas de seguridad y rendimiento

La empresa australiana Li-S Energy Limited ha anunciado que sus nuevas celdas de baterías de litio y azufre en estado semisólido han superado con éxito las rigurosas pruebas de penetración con clavos. Los resultados superan los estándares civiles y también los estándares militares que fija el ejército de los EE. UU, que son todavía más exigentes.

Las pruebas implican penetrar la celda de la batería con un clavo de acero en condiciones precisas en una cámara a prueba de explosiones. El propósito es determinar qué le sucede a una celda de batería si se daña en un accidente o si hay un cortocircuito interno. Se realizaron en celdas multicapa de litio y azufre de 2,5 Ah construidas en la línea de microproducción de Fase 2 de la empresa. Se probaron un total de 28 celdas que superaron los requisitos de los estándares civiles UL2271 y UL2580 y las especificaciones de rendimiento militar de EE. UU. MIL-PRF-32383/4X solicitadas por los socios aeroespaciales de la compañía.

Objetivo de Desarrollo Sostenible relacionado: Industria, innovación e infraestructura (ODS 9)

• Las pruebas rigurosas y el cumplimiento de los estándares civiles y militares demuestran la seguridad y confiabilidad de las baterías sólidas de litio-azufre, lo que fomenta su adopción en diversos sectores, incluyendo la industria aeroespacial.
• La capacidad de producir cientos de celdas por semana indica un avance en la infraestructura de producción de estas baterías, lo que facilita su comercialización y su integración en diferentes aplicaciones.

Conclusiones

Las baterías sólidas de litio-azufre representan una alternativa prometedora a las baterías convencionales de litio. Su empleo de electrolitos sól

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) abordados en el artículo:

• Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
• Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles
• Objetivo 12: Producción y consumo responsables

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• Objetivo 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global.
• Objetivo 9.4: Actualizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles.
• Objetivo 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades, incluso prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos municipales.
• Objetivo 12.2: Lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales.

3. Indicadores de los ODS mencionados en el artículo:

• Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía.
• Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado por las industrias sostenibles.
• Indicador 11.6.2: Proporción de desechos municipales recogidos de forma segura y con disposición final adecuada.
• Indicador 12.2.1: Uso eficiente de los recursos naturales en términos de consumo y producción.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores:

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Fuente: hibridosyelectricos.com

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