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  • Foto del escritorEdsson Araúz

Nuevo electrodo de carbono podría almacenar tres veces más energía

NAWA Technologies presentó un electrodo de carbono ultrarrápido, una innovación que según los investigadores será revolucionaria llevando el rendimiento de todo tipo de baterías al siguiente nivel, en particular las utilizadas por vehículos eléctricos.

Actualmente, una de las principales limitaciones delas baterías, la energía y el ciclo de vida de la batería es el diseño y el material utilizado para el electrodo. Los electrodos existentes tienen una conductividad eléctrica, térmica e iónica baja, junto con un comportamiento mecánico deficiente cuando se descargan y recargan, y también pueden sufrir una delaminación y degradación tempranas que conducen a problemas de seguridad y del ciclo de vida.

Pero basado en el diseño de nanotubos de carbono alineados verticalmente (VACNT) patentado de NAWA, que también es la base de sus ultracondensadores más modernos, el revolucionario electrodo de carbono ultrarrápido combina una conductividad iónica más alta, gracias a una nanoestructura 3D, con conductividad eléctrica y térmica, proporcionada por su disposición de 100 mil millones de nanotubos por cm2, todos alineados verticalmente.

Esta nueva geometría de electrodo 3D puede resolver la gran mayoría de las limitaciones de rendimiento que enfrentan los fabricantes de baterías a nivel mundial, aumentando la densidad de energía de la batería hasta 10 veces, el almacenamiento de energía en hasta tres, el ciclo de vida en hasta cinco y reducir el tiempo de carga a minutos en lugar de horas.

Es más, dado que los electrodos representan casi el 25% del costo total de la batería y el mercado mundial de baterías de iones de litio actual tiene un valor de más de $35 mil millones, NAWA cree que su nuevo diseño puede ofrecer importantes ahorros en costos.

Otra propiedad es que el electrodo de carbono de NAWA es sistema universal, disponible como imprimación para electrodos existentes, donde el VACNT aumenta la conducción eléctrica, y estaría listo para comercializarse en tan solo 12 meses. También está disponible como un electrodo 3D completo (ánodo o cátodo) donde los propios VACNT sirven como marco sobre el que se puede recubrir el material de inserción de litio.

La tecnología de electrodo seco de NAWA también aporta importantes ventajas medioambientales, ya que es fácilmente reciclable y ecológico al final de su largo ciclo de vida. Como resultado, NAWA estima que al usar un electrodo de carbono en la celda de la batería de litio, la huella de CO2 podría reducirse hasta en un 60%, simplemente porque se requiere menos material activo.

Beneficios para los vehículos eléctricos

Todos los tipos de baterías pueden beneficiarse del electrodo de carbono, pero con la industria automotriz que ahora consume el 75% de la producción de baterías de litio y los vehículos eléctricos requieren un rango, tiempos de carga y ciclos de vida cada vez mejores, NAWA Technologies ve este sector como un objetivo importante.

Aplicada a un vehículo eléctrico, una batería de iones de litio con un electrodo de carbono podría duplicar los kWh almacenados, lo que significa que los vehículos eléctricos podrían consumir más energía para ir más lejos o más rápido, lo que hace que los rangos de 1,000 km sean algo común en un vehículo eléctrico para el mercado masivo. El tiempo de carga podría reducirse a tan solo cinco minutos con una carga del 80%, mientras que el ciclo de vida de la batería podría mejorarse en un factor de hasta cinco.

Además, NAWA Technologies también está desarrollando un concepto llamado NAWAShell, una batería híbrida estructural integrada que incorpora VACNT para brindar dos características complementarias: mayor resistencia mecánica y almacenamiento de energía eléctrica dentro del núcleo de la estructura compuesta.

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