Hoja de ruta para las tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica de próxima generación: baterías...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• El cambio global de los combustibles fósiles a las energías renovables requiere soluciones robustas de almacenamiento de energía.
• Los dispositivos electroquímicos como las baterías secundarias y los supercondensadores son clave para estabilizar las fuentes de energía renovables intermitentes.
• La creciente demanda de mayor densidad de energía, rendimiento, seguridad y rentabilidad impulsa la investigación de baterías.

Objetivo del estudio:

• Proporcionar una hoja de ruta de los avances en las baterías secundarias y supercondensadores de próxima generación.
• Resumir sistemáticamente los principios de diseño, el progreso de la investigación y los mecanismos de fallo de varias sustancias químicas de la batería.
• Identificar soluciones futuras para el almacenamiento práctico de energía a escala de red.

Principales métodos:

• Revisión exhaustiva de la investigación actual en materiales de electrodos, electrolitos y mecanismos de almacenamiento.
• Resumen sistemático de los principios de diseño, los avances y los modos de falla para diversos tipos de baterías.
• Análisis de los materiales componentes de las baterías de iones de litio, de iones de sodio/potasio, de iones de metal multivalentes, de metal alcalino, de metal-azufre, de metal-aire y de estado sólido, así como de las baterías de flujo redox y de los supercondensadores.

Principales resultados:

• Descripción detallada de las tecnologías de baterías de alta densidad energética, incluidas las de iones de litio, iones de sodio y otras.
• Exploración de materiales y mecanismos avanzados para mejorar el rendimiento y la longevidad de la batería.
• Identificación de desafíos y posibles soluciones para los sistemas actuales de almacenamiento de energía.

Conclusiones:

• Las baterías y supercondensadores de próxima generación son cruciales para integrar la energía renovable.
• Se necesitan más investigaciones sobre materiales y mecanismos para satisfacer las futuras demandas de almacenamiento a escala de red.
• Esta hoja de ruta ofrece ideas para acelerar el desarrollo y la aplicación de almacenamiento de energía electroquímica avanzada.