El inventor de la batería de ion-litio se une a EnergyX para desarrollar baterías de estado sólido, el próximo gran avance en el almacenamiento de energía

A la edad de 97 años, John Goodenough, inventor de la batería de iones de litio y premio Nobel de Química, está buscando nuevas soluciones de almacenamiento de energía y ha comenzado a trabajar con Energy Exploration Technologies Inc. (EnergyX), una joven empresa de tecnología energética, fundada por el empresario Teague Egan, que tiene como objetivo repensar radicalmente el enfoque del almacenamiento de energía.

La colaboración entre el Grupo Goodenough de la Universidad de Texas en Austin (UT) y EnergyX tiene como objetivo explorar la investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido. En mayo de 2019, EnergyX firmó un acuerdo de licencia histórico con UT por los derechos exclusivos en todo el mundo de una gran cartera de propiedad intelectual que rodea a una nueva clase de «materiales milagrosos» denominados marcos orgánicos metálicos y membranas de matriz mixta. Según el acuerdo de licencia, EnergyX comprometió una importante financiación de investigación patrocinada a la Universidad de Texas, parte de la cual se destinará a financiar al Grupo Goodenough para adaptar estos materiales a las baterías de estado sólido.

Las baterías de estado sólido son una extensión transformacional de las baterías de iones de litio capaces de tener una densidad de energía 10 veces mayor porque permiten el uso de un ánodo de metal de litio puro. Con un mayor desarrollo, pueden superar a las baterías recargables convencionales en un 500% o más en términos de densidad de energía con un voltaje significativamente más alto. Desde la perspectiva del consumidor, los beneficios clave de la tecnología de batería de estado sólido estable son principalmente más energía por carga, lo que significa que los dispositivos pueden durar mucho más o los automóviles pueden llegar mucho más lejos sin tener que recargar. También permiten una carga hasta seis veces más rápida y un ciclo de vida mucho más largo en muchos años.

La seguridad es otro gran beneficio. Los electrolitos líquidos de solventes orgánicos actuales son inflamables y pueden arder si la batería experimenta un derrame térmico. Los electrolitos sólidos no son inflamables, lo que proporciona una alternativa mucho más segura a las baterías de iones de litio actuales. Estudios recientes muestran que la generación de calor dentro de la batería de estado sólido es solo el 20-30% de la de las baterías convencionales con electrolitos líquidos bajo control térmico, lo que crea un producto mucho más seguro. Además, un electrolito de estado sólido niega la necesidad de un separador, lo que aumenta la densidad de energía de la batería, ya que elimina el componente inactivo que actualmente se necesita para las baterías de electrolito líquido.

Un jugador igualmente importante en la colaboración EnergyX / UT es Benny Freeman del Centro de Materiales en Sistemas de Agua y Energía de la Universidad de Texas (M-WET), quien desarrolló inicialmente la innovadora tecnología de membranas que actúa como electrolito de la batería. El profesor Freeman y el Grupo Goodenough están trabajando en estrecha colaboración y proximidad con EnergyX para desarrollar nuevos electrolitos de estado sólido. «Estamos muy emocionados de embarcarnos en esta importante asociación de investigación con EnergyX para ampliar aún más la base de conocimientos que sustenta la tecnología de EnergyX», dijo Freeman.

EnergyX también se centra en la producción abundante y rentable de litio, el material principal de la batería, utilizando su tecnología principal LiTAS ™. Las baterías de iones de litio son la fuerza impulsora detrás de los vehículos eléctricos (EV) que requieren 10.000 veces más almacenamiento de energía que un iPhone. La revolución de los vehículos eléctricos está impulsando la demanda de litio y otros materiales de batería. A nivel mundial, se prevé que el mercado de vehículos eléctricos experimente un crecimiento exponencial en los próximos años. La IEA predice que podría haber hasta 250 millones de vehículos eléctricos en las carreteras para el 2030. Sin embargo, aún quedan importantes obstáculos por abordar. Lo que es más importante, es necesario reducir los costos de la batería y mejorar su eficiencia y vida útil.

«A través de la innovación de vanguardia, EnergyX está trabajando para resolver estos problemas y está impulsando el crecimiento de la industria mundial del litio al tiempo que hace que la tecnología de bajas emisiones de carbono sea más barata y accesible», explica Teague Egan, CEO of EnergyX. “La configuración que tenemos en la Universidad de Texas es excelente. Hacemos los materiales en el laboratorio de Freeman, luego los llevamos al laboratorio de Goodenough para probarlos en baterías. Nuestro objetivo es adaptar nuestra nanotecnología básica LiTAS ™ como electrolito de estado sólido «.

La gran ventaja de la tecnología de iones de litio era que almacenaba aproximadamente 10 veces más energía que el plomo-ácido o 5 veces más que el níquel-cadmio. “El mundo ha cambiado drásticamente en los 40 años desde que Goodenough descubrió su tecnología revolucionaria. La batería de iones de litio original ha traído consigo una gran cantidad de innovación tecnológica, pero aún deja mucho que desear”, afirmó Nick Grundish, director de diseño de baterías en EnergyX y último candidato a doctorado del Dr. Goodenough. “Estamos trabajando para interrumpir el sector de almacenamiento de energía una vez más y proporcionar un camino para la eventual eliminación de los combustibles fósiles. El apoyo y la riqueza del conocimiento de Goodenough es vital para lograr ese objetivo».

Grundish está liderando el camino con las pruebas preliminares de las nanopartículas LiTAS ™ en polímeros de matriz mixta de estado sólido. El equipo está probando una variedad de composiciones de baterías que incluyen baterías de iones de litio, litio / azufre e iones de sodio.

Los ingenieros que trabajan en redes de energía renovable están comenzando a recurrir a los sistemas de almacenamiento de baterías de litio. Al almacenar la electricidad generada cuando la luz solar y el viento están en su punto máximo, las baterías de iones de litio pueden reducir la dependencia de las fuentes de energía de combustibles fósiles y ayudar a disminuir el impacto del cambio climático.

El almacenamiento de energía, que a menudo utiliza tecnología de baterías de iones de litio, se considera ampliamente necesario para transformar la red eléctrica en un sistema libre de carbono y combatir los efectos del cambio climático. La mayor parte de la electricidad en los Estados Unidos, y en muchas otras partes del mundo, todavía proviene actualmente de fuentes de combustibles fósiles, principalmente gas natural, pero también carbón.