Nuevos instrumentos para la investigación de baterías

- Feria líder mundial como impulsora de la colaboración global
- La analítica moderna imprescindible para la investigación de baterías
- Todos los principales fabricantes de equipos presentes en analytica

Investigadores de todo el mundo trabajan en baterías potentes para la transición energética. La tecnología analítica moderna es fundamental en este proceso. Por ello, la analytica pone en el centro de atención nuevos dispositivos y métodos para la investigación de baterías. La feria líder mundial de tecnología de laboratorio, analítica y biotecnología, junto con la conferencia analytica, se celebrará del 31 de marzo al 3 de abril de 2020 en el recinto ferial de Múnich.

Las baterías de iones de litio están en coches eléctricos, smartphones y muchos otros dispositivos móviles. Sin embargo, tienen algunas desventajas, desde ingredientes preocupantes como el cobalto, hasta la inflamabilidad y la autodescarga. Por ello, investigadores de todo el mundo trabajan en la optimización de las baterías de iones de litio o desarrollan alternativas como las baterías de sodio-ión. Para ello, necesitan las técnicas analíticas más avanzadas.

“Muchos fabricantes de dispositivos han reconocido la urgencia en la investigación de baterías y energía y han especificado sus sistemas en consecuencia”, explica Susanne Grödl, directora del proyecto analytica en Messe Múnich. La analytica presenta toda la gama de sistemas de análisis que contribuyen al avance de la tecnología de almacenamiento de energía. Sobre los aspectos destacados de la investigación en baterías, también informa el recientemente publicado “Informe de tendencias sobre baterías y movilidad eléctrica”.

Tecnologías para mejores baterías

Quien desea desarrollar mejores baterías, debe entender los procesos en el interior de la celda. El envejecimiento del electrolito, ese medio conductor entre los dos electrodos, es decisivo para la seguridad, la duración y el rendimiento de una batería. Sobre todo, los investigadores estudian, mediante métodos espectroscópicos y la combinación de cromatografía y espectrometría de masas, qué sustancias no deseadas se generan durante el envejecimiento del electrolito. Con base en este conocimiento, se desarrollan electrolitos más estables y nuevos aditivos para electrolitos.

Los electrodos también cambian con el tiempo. En las baterías de iones de litio, por ejemplo, pueden formarse prolongaciones de litio en el electrodo negativo, conocidas como dendritas. Se consideran responsables de cortocircuitos internos y de incendios en la batería. Métodos microscópicos, desde la microscopía óptica hasta la microscopía de fuerza atómica de alta resolución, hacen visibles las dendritas y proporcionan indicios para el desarrollo de baterías seguras. También técnicas sensibles a la superficie, como la espectroscopía ATR-FTIR y la imagen Raman, identifican cambios y depósitos en los electrodos.

Además, la investigación de baterías requiere dispositivos que determinen parámetros físicos. Los medidores de superficie, por ejemplo, ayudan en el diseño de electrodos, ya que superficies mayores aumentan la capacidad de la batería y permiten una carga rápida. Con calorímetros, por otro lado, se puede estudiar la liberación de calor de las baterías, relacionada con la autodescarga.

Dispositivos para la investigación de baterías en la analytica

Los interesados pueden conocer qué método analítico es el más adecuado para una determinada cuestión en la analytica. Los dispositivos para la investigación de baterías son ofrecidos por Bruker, Metrohm, Thermo Fisher Scientific, Shimadzu y muchos otros expositores.

“La investigación en baterías es una investigación de vanguardia que requiere sistemas analíticos de última generación”, destaca la directora del proyecto analytica, Grödl. Para que los nuevos instrumentos cumplan con los altos requisitos, los fabricantes y usuarios trabajan a menudo en estrecha colaboración en el desarrollo de estos dispositivos. Grödl enfatiza: “La analytica se concibe como un impulsor para dichas colaboraciones. Por ello, nos alegra que todos los principales proveedores de sistemas analíticos presenten sus novedades en la feria”.