Laboratorio NUS para construir rápido

SINGAPUR - Una instalación de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) está desarrollando baterías que deberían permitir que un vehículo eléctrico (EV) se cargue por completo en el tiempo que se tarda en cargar gasolina en una estación de servicio.

Fabricadas con niobio metálico, estas baterías están destinadas a durar una década más que las que alimentan los vehículos eléctricos en la actualidad, y posiblemente duren más que el propio vehículo.

Las baterías de carga rápida se encuentran entre los proyectos clave de una nueva instalación NUS de innovación de baterías de $ 5 millones, respaldada por la Fundación Nacional de Investigación, que se inauguró oficialmente el 22 de mayo.

Marca la entrada de NUS en la carrera para crear la próxima generación de baterías, ya que las baterías de iones de litio escasean actualmente en medio del auge de la energía eléctrica.

El laboratorio fue lanzado en colaboración con la empresa brasileña CBMM, el principal proveedor mundial de niobio, para desarrollar baterías de carga rápida con una vida útil de 30 años.

La instalación permite a los desarrolladores construir y probar todas las partes de su prototipo de batería en un sitio en lugar de tener que ir a varios fabricantes para desarrollar cada parte de la batería, dijo el profesor Antonio H. Castro Neto, director del Centro de Materiales 2D Avanzados de NUS (CA2DM). ).

El centro alberga la nueva instalación: el laboratorio de baterías avanzadas CBMM-CA2DM.

Los fabricantes pueden usar una gran cantidad de herramientas de prueba de baterías, como un horno para desarrollar nuevos materiales y escáneres de rayos X para estudiar las propiedades de los elementos utilizados.

El laboratorio también tiene una sala seca, donde la humedad se mantiene al 1 por ciento, y una cámara sin oxígeno para probar baterías, así como una sala a prueba de fuego donde se puede probar la durabilidad de los prototipos de manera segura.

"El proyecto es en gran medida una línea piloto para la producción de baterías", dijo el profesor Castro Neto.

"No es una instalación de gran volumen como una gigafábrica; la idea es producir suficientes baterías para que los fabricantes externos las prueben, las vean por primera vez y las aprueben para su uso en el mercado".

La instalación está abierta a fabricantes de baterías aprobados y empresas interesadas en desarrollar baterías de próxima generación, dijo el profesor Castro Neto.

Agregó que cada proyecto será revisado por un panel de científicos, quienes deben estar convencidos de que el proyecto es verdaderamente innovador en lugar de proporcionar una mejora incremental a las baterías ya disponibles.

El centro apuesta primero por las baterías de niobio-grafeno, que combinan la estructura molecular resistente del niobio con la conductividad eléctrica del grafeno, dijo Rogerio Ribas, director global de baterías del CBMM.

Durante los últimos cuatro años, CBMM ha vendido niobio para mejorar la durabilidad de las baterías utilizadas en productos electrónicos como scooters eléctricos y herramientas eléctricas, dijo el Sr. Ribas.

La compañía ahora tiene como objetivo hacer que la tecnología sea más conveniente y duradera, con un prototipo de batería de niobio-grafeno programado para ser producido en 2024.

La estructura del niobio es más resistente al estrés mientras la batería se está cargando, lo que prolonga la vida útil de la batería y evita que se sobrecaliente, dijo el Sr. Ribas.

Una vez listas, las baterías de niobio se pueden cargar al menos 10.000 veces, manteniendo alrededor del 80 por ciento de su capacidad inicial, dijo. Esta proyección es hasta cinco veces mayor de lo que son capaces de hacer las baterías EV estándar en la actualidad.

"Si tiene una batería que dura más, no tiene que reemplazarla ni traer nuevos materiales al mercado", dijo el Sr. Ribas.

La compañía tiene como objetivo desarrollar baterías para automóviles que puedan cargarse por completo en 10 minutos, aproximadamente tres veces más rápido que las últimas celdas de carga rápida que se encuentran en los vehículos eléctricos en la actualidad, mientras mantienen las baterías duraderas y seguras de usar.

Ribas agregó que aún está por verse cuánto durará cada carga en una batería construida con niobio, pero las capacidades de carga rápida significarán que los paquetes de baterías más pequeños pueden servir a más vehículos.

Estas baterías se encuentran entre varias celdas de próxima generación que ofrecen una alternativa más sostenible a la producción de baterías de iones de litio, que producen desechos tóxicos cuando se desechan.

Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU, por sus siglas en inglés) están tostando papel usado en bloques de carbón para piezas de baterías. Otro proyecto de NTU es pionero en el uso de cáscaras de frutas para ayudar a descomponer las baterías gastadas.

NUS también está en medio de la creación de una batería de estado sólido sin líquidos inflamables en su interior.

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