Cómo las pilas de combustible mejoran la sostenibilidad de las baterías de litio

2025-03-26

Las temperaturas atmosféricas en aumento han amenazado la biodiversidad, causado el aumento del nivel del mar y alterado el clima de tal manera que ahora se pueden detectar cambios drásticos en el clima en cualquier día dado. Los científicos e ingenieros ambientales están trabajando para mejorar la eficiencia energética, la fiabilidad y la seguridad, y la energía renovable se ha convertido en una piedra angular del desarrollo sostenible.

La investigación actual sobre baterías de iones de litio y pilas de combustible de hidrógeno ha atraído cada vez más el interés de científicos y del público. Para 2025, se espera que el mercado global de baterías de iones de litio crezca a 100 mil millones de dólares; al mismo tiempo, se espera que el mercado global de pilas de combustible de hidrógeno también supere los 10 mil millones de dólares.

La investigación sobre soluciones prometedoras de descarbonización se centra en abordar los desafíos asociados con el uso de baterías de iones de litio y pilas de combustible de hidrógeno para descarbonizar la industria automotriz.

Con la creciente popularidad de los vehículos eléctricos, la producción de baterías de iones de litio está en auge. Al mismo tiempo, las pilas de combustible de hidrógeno se utilizan a menudo como fuente de energía para el almacenamiento de energía en el transporte, edificios y sistemas de red.

Operar un vehículo eléctrico es más sostenible que un motor de combustión interna, pero las baterías de iones de litio contienen materiales de cátodo como litio, cobalto, grafito y níquel que pasan por procesos de extracción y fabricación que producen gases de efecto invernadero. Están diseñadas para contener más energía en dispositivos más pequeños, por lo que también aumentan el riesgo de incendio si son presionadas o se rompen.

Las pilas de combustible son una fuente de energía alternativa más segura y sin emisiones. Los dispositivos de cero emisiones generan electricidad a través de reacciones químicas, siendo el hidrógeno el reactante principal.

Pilas de combustible: Mejorando la eficiencia energética de las baterías de litio

Estas dos tecnologías avanzadas no son mutuamente excluyentes, ya que las pilas de combustible tienen el potencial de aumentar la potencia de las baterías de iones de litio. En el caso de los vehículos eléctricos, las pilas de combustible de hidrógeno pueden mejorar el rango de conducción y resolver problemas de reabastecimiento, mientras reducen las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con las baterías de iones de litio.

Además de utilizar hidrógeno para generar y almacenar electricidad, las pilas de combustible pueden mejorar los trenes de potencia de las baterías de iones de litio de las siguientes maneras:

1. Generar electricidad neta cero para arrancar coches y accesorios del vehículo 2. Almacenar energía para el frenado regenerativo y añadir motores de tracción eléctricos para impulsar las ruedas 3. Cargar baterías de respaldo. Las baterías de iones de litio siempre serán un componente clave en los vehículos eléctricos, sin importar cómo se integren la fuente de energía y el motor, pero no son perfectas. Los vehículos eléctricos alimentados solo por pilas de combustible de hidrógeno también enfrentan algunos desafíos.

Las baterías de iones de litio y las pilas de combustible de hidrógeno son inherentemente incapaces de operar largas distancias bajo cargas pesadas, lo que dificulta cada vez más la aceleración y el frenado. Los vehículos eléctricos de pilas de combustible de hidrógeno también tienen el problema de una salida de energía inestable durante la aceleración. Sin embargo, dado que las pilas de combustible de hidrógeno pueden generar y almacenar electricidad por sí mismas, hay mucho margen para utilizar su pleno potencial para complementar la energía de las baterías de litio.

En tiempos de cambio climático dramático, la sostenibilidad nunca ha sido más importante: la transición a un transporte neto cero es un área ideal para comenzar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El desarrollo de pilas de combustible de hidrógeno podría facilitar el desarrollo de baterías de iones de litio, reshaping el futuro verde de la energía automotriz.