La salmuera de flúor y tofu impulsa el desarrollo de baterías en China

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Mientras Estados Unidos se concentra en la minería y la quema de carbón, al igual que lo hizo el mundo en el siglo XIX, los investigadores en China también participan activamente en la búsqueda de baterías nuevas y más baratas, más potentes y duraderas. Mientras Estados Unidos recuerda con nostalgia sus raíces en carruajes de caballos, China se está preparando para un futuro totalmente eléctrico.

seguir diario chinoCientíficos chinos dirigidos por Chen Jun, académico de la Academia de Ciencias de China y vicepresidente de la Universidad de Nankai en Tianjin, han desarrollado una batería de metal de litio con una densidad de energía de más de 700 vatios-hora por kilogramo. y es estable a temperaturas muy bajas. Se trata de un avance importante en la producción de baterías de alta energía para vehículos eléctricos. Esta investigación está bien. Publicado el jueves en la revista Science. naturaleza. Aquí hay un resumen de esa entrada del diario. Publicado el 25 de febrero de 2026:

Los disolventes electrolíticos para dispositivos electroquímicos han estado dominados por ligandos basados ​​en oxígeno (O) y nitrógeno (N) durante las últimas décadas. Aquí es donde las interacciones dipolo-ion (Li+, Na+, etc.) suelen sentar las bases para la separación y el transporte de iones. Pero interrumpe el proceso de transferencia de carga en la interfaz electrolito-electrodo.

Aquí, mediante la síntesis de alcanos con estructuras monofluoradas. Mostramos que los ligandos basados ​​en flúor (F) con impedimento estérico diseñado y basicidad de Lewis permiten una solubilidad en sal de más de 2 mol l. Entre los electrolitos de iones de litio a base de 1,3-difluoropropano (DFP), tienen todas las características de las baterías de baja densidad energética y baja temperatura. Estos incluyen baja viscosidad (0,95 cp), alta estabilidad oxidativa (>4,9 V) y conductividad iónica de 0,29 mS cm a -70 °C.

incluyendo átomos de F en la primera capa de solvatación. La débil coordinación F-Li+ permite que el proceso de revestimiento/extracción de Li tenga una eficiencia Coulombic (CE) de hasta el 99,7% y compense una densidad de corriente un orden de magnitud mayor que la coordinación O-Li+ a -50 °C.

El electrolito también permite el funcionamiento de celdas de bolsillo de metal litio con una dosis de electrolito inferior a 0,5 g Ah, logrando una densidad de energía de más de 700 Wh · kg a temperatura ambiente y aproximadamente 400 Wh · kg a -50 °C. El electrolito de hidrofluorocarbono (HFC) en este trabajo proporciona un posible enfoque para fabricar sistemas electroquímicos más allá de la química de coordinación tradicional.

Vale, lo tienes todo, ¿verdad? Aquí hay una traducción en lenguaje sencillo: Chen dice que el equipo ha reemplazado los átomos de oxígeno con flúor. La empresa ha diseñado y sintetizado una nueva molécula de disolvente de hidrocarburo fluorado. que crea un nuevo sistema de electrolitos utilizando la interacción litio-flúor.

Las pruebas de laboratorio muestran que la batería puede alcanzar una densidad energética de más de 700 vatios-hora por kilogramo. Mantiene casi 400 Wh/kg a -50°C. La densidad de energía y el rendimiento a baja temperatura son los mayores obstáculos que obstaculizan la adopción generalizada de vehículos eléctricos, dijo Chen.

Para abordar este desafío, su equipo diseñó un nuevo electrolito de batería a nivel molecular. Al desarrollar una molécula de disolvente de hidrocarburo fluorado y crear un sistema de coordinación de litio-flúor, los investigadores han mejorado la transferencia de iones y han garantizado un funcionamiento estable a densidades de energía muy altas y temperaturas muy bajas.

“Esta batería de alta energía basada en electrolitos tiene un gran potencial en vehículos de nueva energía. Robot inteligente integrado y economías de baja altitud, incluso en las regiones polares, la industria aeroespacial y la aviación”, dijo Chen.

El equipo también ha logrado grandes avances en el desarrollo de tecnología de vanguardia en aplicaciones prácticas. A principios del mes pasado, el equipo se asoció con el fabricante de automóviles chino Hongqi para lanzar un sistema de batería líquida sólida de manganeso rico en litio de densidad energética ultraalta que se puede producir en masa. El sistema tiene una densidad de energía de celda superior a 500 Wh/kg, lo que se traduce en una autonomía de conducción de más de 1.000 kilómetros por carga para los vehículos equipados con él.

Yan Zhenhua, profesor de la Facultad de Química de la Universidad de Nankai, dijo que la nueva batería utiliza un electrolito compuesto de desarrollo propio. Esto aumenta tanto la seguridad como la durabilidad. “No sólo se han logrado avances en la densidad de energía; sino que, lo que es más importante, se resuelven los desafíos de alto costo y alto riesgo asociados con las baterías de metal de litio. Esto aumenta el ciclo de vida y la seguridad intrínseca”, añade Yan.

Lu Tianjun, director general de China Automotive New Energy Battery Technology, dijo que los vehículos equipados con baterías pueden recorrer más de 1.000 kilómetros con una sola carga. Se espera que entre en producción en masa a finales de este año. “Esto sirve como modelo y ejemplo destacado de colaboración entre universidades y organizaciones”.

“Esta batería, ya sea en términos de progreso tecnológico de densidad de energía o progreso en el uso, todos representan niveles líderes en el país y en el extranjero”, dijo Lu. “Si se mira desde una perspectiva conservadora, su eficiencia significará una mejora de alrededor del 50 por ciento con respecto a la tecnología actual”.

Chen, investigador de la Universidad de Nankai, dijo que traducir los avances científicos en tecnología práctica es un paso clave hacia adelante. Esto requiere una estrecha cooperación entre los investigadores y la industria. “No siempre podemos vivir en la torre de marfil. Nuestro objetivo es abordar desafíos reales de la industria”.

¡Salmuera de tofu al rescate!

Preciodelpetroleo.com También hubo informes esta semana sobre una nueva batería de agua desarrollada por investigadores chinos que afirma que puede durar 120.000 ciclos de carga/descarga. No se ha demostrado que las baterías de agua sean adecuadas para alimentar automóviles. Pero podría desempeñar un papel importante en los sistemas de almacenamiento de energía en baterías. El límite típico del ciclo de vida de una batería de iones de litio es de aproximadamente 3000 eventos de carga/descarga. Nuevamente, para el lector con inclinaciones técnicas. Este es el resumen de este estudio. que se publica en comunicación de la naturaleza El 18 de febrero de 2026.: :

La mayoría de los electrolitos acuosos de las baterías son ácidos o alcalinos. Esto da como resultado reacciones secundarias inevitables. Más importante aún, cuándo desechar las baterías. Las soluciones ácidas y alcalinas fuertes son perjudiciales para el medio ambiente.

En este estudio hemos sintetizado polímeros orgánicos covalentes como materiales de electrodos negativos para almacenar iones divalentes en agua (Mg2+ y Ca2+), que muestran un buen rendimiento en electrolitos con pH 7,0 (los electrolitos no son tóxicos para el medio ambiente y también pueden usarse como “salmuera” en la producción de tofu).

Los polímeros donadores de electrones exhiben una cinética rápida y un bajo potencial para su uso en baterías acuosas de Mg2+/Ca2+. En un electrolito neutro (pH = 7,0), los polímeros orgánicos covalentes hexacetona-tetraaminodibenzo-p-dioxina exhiben 120.000 ciclos y proporcionan una potencia específica (hasta 112,8 mA h/g).

El electrodo negativo está emparejado con el electrodo positivo. Esto dio como resultado una celda completamente cargada con un rango de voltaje de 2,2 V y una ganancia de energía específica de hasta 48,3 Wh/kg, que se calculó sobre la base de la masa total del electrodo negativo. Electrodo positivo y electrolitos a nivel de celda completa con estabilidad cíclica a largo plazo de más de 120.000 ciclos a una corriente específica de 20 A.

Las celdas completas son respetuosas con el medio ambiente y no tóxicas. y puede arrojarse directamente al medio ambiente de acuerdo con diversos estándares (GB 18599-2020, ISO 14001, Ley de Recuperación y Conservación de Recursos RCRA, EE. UU.)

“En comparación con los sistemas actuales de baterías líquidas… nuestro sistema proporciona una excepcional estabilidad cíclica a largo plazo y es respetuoso con el medio ambiente en condiciones neutrales”, afirmó el equipo de investigación. Está formado por científicos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de Shenzhen.

“Eso es más de cien mil ciclos. Esto podría significar que una sola batería alimentada por jugo podría durar al menos una década aproximadamente. Para aplicaciones como el almacenamiento en red (granjas solares, equilibrio eólico) es extremadamente valiosa”, dijeron.

Estas baterías de sal de tofu pueden resultar más seguras y respetuosas con el medio ambiente que las baterías de iones de litio. Los autores del informe afirman que las células madre no son tóxicas ni tóxicas para el medio ambiente. y puede liberarse directamente al medio ambiente. Al mismo tiempo, cumple con los estándares de eliminación nacionales y locales. La batería a base de agua (también conocida como agua) puede ser barata de producir. Esto se debe a que requieren ingredientes que son mucho menos costosos que los utilizados en las baterías de iones de litio convencionales.

Si esta nueva batería de tofu-salino demuestra ser escalable y aplicable fuera de un entorno de laboratorio, también podría ser otro paso hacia el objetivo de Beijing de dominar casi todas las cadenas de valor de tecnologías de energía limpia y convertirse en el primer y principal “estado eléctrico” del mundo, afirmó. Preciodelpetroleo.com Reportero Haley Zaremba

Mientras que otros países reconocen el dominio de China en tecnología de energía limpia, esto se debe en gran medida a su fuerte apoyo a la investigación básica. Y se están haciendo esfuerzos para proteger y promover la producción nacional de baterías. Esos esfuerzos son demasiado escasos o demasiado tardíos.

“Para que surja una industria de fabricación de baterías globalmente competitiva fuera de Asia en los próximos diez años, las empresas tendrán que ir más allá de garantizar el cumplimiento”, concluye un informe de McKinsey & Company publicado en enero. “Los desafíos deben superarse en muchos frentes. Abarca la cadena de suministro, la gestión del talento, las operaciones y la tecnología”.

Establecer aranceles es una forma segura de garantizar que China gane. Mientras que otros países, especialmente Estados Unidos, serán el mayor perdedor y quedarán boquiabiertos al costado de la carretera que conduce al futuro.

Lo hemos dicho muchas veces aquí en Técnicas limpias que las baterías utilizadas en 2030 aún no se han inventado. Costarán menos y harán más que las baterías disponibles comercialmente en la actualidad. y facilitar la transición a una economía eléctrica. Cuando se trata de estados eléctricos, el futuro es tan brillante que querrás usar gafas de sol. Especialmente si eres de China.