Tendencia tecnológica: Li

Las baterías de litio-azufre con un rendimiento mejorado, el hierro como combustible para usar en la Tierra y en la Luna y la harina de roca de Groenlandia como medio potencial de captura de carbono están en el radar tecnológico de esta semana.

La empresa australiana de tecnología de baterías Li-S Energy ha anunciado el desarrollo de sus primeras celdas de batería de 20 capas que utilizan tecnología de batería de azufre de litio de estado semisólido de tercera generación.

Los beneficios clave de la tecnología que destaca la empresa incluyen una mejora del 45 % en la densidad de energía volumétrica que alcanza los 540 Wh/l, una mayor densidad de energía gravimétrica de más de 400 Wh/kg y una mayor seguridad con el uso de un electrolito de baja inflamabilidad.

Este rendimiento es casi el doble de la densidad de energía gravimétrica y una densidad de energía volumétrica comparable en comparación con las celdas de iones de litio actuales, afirma la compañía. Por lo tanto, en términos prácticos, esto significa que las celdas de las baterías de Li-S ahora tienen el mismo tamaño que las baterías de iones de litio existentes, pero pesan la mitad.

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Li-S prevé que sus nuevas células Gen3, que aprovechan los nanotubos de nitruro de boro patentados por la empresa y la nanomalla de Li dentro de la construcción de la célula, serán de particular interés para su uso en drones y otras aplicaciones de aviación electrónica, un mercado en el que la La compañía ya está establecida y se estima que superará los $ 32 mil millones por año para 2035.

En los incendios forestales, es bien sabido que el fuego puede saltar de un árbol a otro cuando la temperatura es lo suficientemente alta para la combustión, un fenómeno conocido como quema discreta que, de lo contrario, rara vez ocurre de forma natural en la Tierra.

Para comprender el proceso con más detalle, los científicos han estado investigando la quema de polvo de hierro en el entorno de gravedad cero del espacio, donde las partículas de hierro pueden flotar y encenderse discretamente.

A partir del uso de imágenes de alta velocidad que capturan el fenómeno, han producido modelos que muestran las condiciones ideales para quemar el combustible en la Tierra y, a partir de esto, ha sido posible construir hornos prácticos para quemar hierro.

La ventaja de quemar hierro se debe a la química. Esencialmente, quemar combustible es el proceso de transformar un material mediante la adición de átomos de oxígeno y con hierro, el producto sobrante después de la combustión es el óxido de hierro u óxido. Eso se puede recolectar y procesar fácilmente para eliminar el oxígeno y devolverlo como hierro. Así, mediante el uso de electricidad de fuentes sostenibles, el hierro podría convertirse en un combustible circular, infinitamente reciclable.

Una planta de demostración que utiliza hierro como fuente de combustible está funcionando en Budel, cerca de Eindhoven en los Países Bajos, por la empresa emergente holandesa Metalot, que puede producir 1MW de vapor en una unidad que se encuentra en un almacén.

Ampliada, una planta de energía de hierro de este tipo podría producir mucha más energía, pero la tecnología también podría tener potencial para su uso en la Luna, sugirió la Agencia Espacial Europea. Usando energía solar, se pueden producir polvos de aluminio y silicio a partir de minerales lunares, y se puede aprovechar el hidrógeno y el oxígeno del hielo lunar.

Luego, el hidrógeno se puede usar para convertir el polvo lunar con alto contenido de hierro y titanio en agua y polvo de hierro. Los polvos metálicos y el oxígeno del hielo de agua pueden usarse como propulsores para cohetes o transporte terrestre y el subproducto del agua podría incluso usarse como agua potable.

La aplicación de minerales de silicato molido a los suelos agrícolas se ha propuesto como un método para absorber CO2 mejorando la tasa de meteorización de estos minerales a través de su exposición a los ácidos del suelo.

Pero un nuevo estudio realizado por investigadores daneses sugiere que la harina de roca glacial, un material de grano fino formado a partir de roca molida en el proceso de erosión glacial, puede ser una alternativa más económica y práctica, ya que está disponible en abundancia y evita la necesidad de una molienda intensiva en energía.

Al igual que los minerales de silicato molido, se ha demostrado previamente que la harina de roca glacial mejora los rendimientos agrícolas en suelos degradados y con deficiencia de nutrientes. Sin embargo, los investigadores daneses han descubierto que también es eficaz para secuestrar CO2.

Usando harina de roca glacial de Groenlandia, los investigadores encontraron que aplicado con una aplicación a un suelo arenoso y ácido en Dinamarca, durante un período de tres años, la absorción estimada de CO2 fue de un orden de magnitud similar a las estimaciones anteriores para el basalto molido.

Los investigadores señalan que su estimación no tiene en cuenta las emisiones debidas a la extracción, el transporte y la aplicación, y estas deberían tenerse en cuenta minuciosamente para garantizar que la absorción debido a la intemperie las supere, aunque con la descarbonización progresiva del transporte, es probable que se conviertan en menos de un factor.

Aproximadamente mil millones de toneladas de harina de roca glacial se depositan anualmente en Groenlandia. Para los investigadores, el problema principal que aún requiere más investigación es la necesidad de "verificar" su protocolo para calcular la absorción de CO2.