En lo que se refiere a la mejora en el almacenamiento y la densidad energética para las baterías en los vehículos eléctricos, usar el reciclaje se ha convertido en una prioridad. Ejemplo de esto es el uso de los paneles solares, en los coches propulsados por electricidad, pero de una manera diferente. Veamos.
Usando los desechos de los paneles solares para incrementar la eficiencia de las baterías en los coches eléctricos
Científicos del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Procesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia China de Ciencias, han obtenido micro ánodos de silicio utilizando un innovador método a través de electrolitos. Lo revolucionario es que son originados a partir de desechos de paneles solares.
Por lo que son de bajo costo y se pueden crear en grandes cantidades puesto que la materia prima es muy abundante. Además, en un futuro lo será aún más puesto que los paneles solares que fueron instalados en el año 2000, entre el 2025 y el 2030 están llegando a su fin de vida útil.
Pero… ¿específicamente para qué se utilizan estos micro ánodos?
Estos elementos tienen la propiedad de aumentar, en gran medida, la capacidad y densidad energética de las baterías de Ion de Litio, utilizadas sobre todo en los coches eléctricos. Esto en comparación con los ánodos típicos de grafito. Pero, su uso tiene muchas limitaciones.
Siendo la más relevante el hecho de que su volumen se expande en el proceso cíclico de descarga y carga. Este fenómeno es causa de degradación de eficiencia y durabilidad de la batería, además de provocar fracturas mecánicas en la misma. Pero este inconveniente ha sido superado.
Esto por el equipo que lidera el investigador Cui Guanglei utilizando partículas de silicio micro – sized provenientes del reciclado de paneles solares. Cuando este elemento es integrado a un electrolito de éter especial, son muy estables electroquímicamente.
Esta característica le permite mantener una gran eficiencia coulómbica promedio que llega hasta el 99,94 %. En comparación con su capacidad inicial, los números son igualmente impresionantes puesto que luego de 200 ciclos de carga – descarga retiene hasta un 83,13 % de esta capacidad.
Las estupendas propiedades mostradas por estos ánodos, están basadas en su química de interfase de estado sólido – electrolítico (SEI por sus siglas en inglés), la cual es única. Este atributo es el resultado de una revolucionaria composición que contiene 3 M de LiPF6.
Los que se disuelven en una solución que tiene una proporción de volumen de 1,3 – dioxano y 1,2 – diethoxyethano. Con esta fórmula se estimula la construcción de una doble capa de SEI la cual es muy robusta pero también flexible que mantiene unidas las partículas fracturadas de silicio.
De esta manera se decrementan aquellas reacciones secundarias que pudiesen darse, al tiempo que se produce una mejora y optimización en la conducción iónica. Al incorporar este nuevo material a las baterías de Ion de Litio no solo se hace crecer su eficiencia, sino que alarga su vida útil.
Rendimiento y las expectativas con los microánodos
Como ya dijimos, su principal ventaja es que son de muy bajo costo ya que se obtienen del reciclaje de paneles solares. Con la combinación de electrolito y micro ánodos se han diseñado y construido celdas denominadas tipo pouch NCM811 las cuales soportaron 80 ciclos.
Entregando una increíble densidad energética que llegó a 340,7 Wh por kilogramo, esto en condiciones físicas extremas. Este es un rendimiento que supera con creces el de las baterías de Ion de Litio que usan ánodos convencionales. Además, son sostenibles al provenir de reciclado.
En resumen, la creación de la técnica de reciclaje de paneles solares inservibles para producir estos micro ánodos hará más alcanzable la transición energética hacia los coches eléctricos. Por lo que solo nos queda esperar su masificación e incorporación a las baterías actuales.
