CA2DM@NUS y CBMM desarrollan niobio avanzado

El Centro de Materiales 2D Avanzados (CA2DM) de la Universidad Nacional de Singapur (NUS), centrado en la investigación de grafeno y otros materiales bidimensionales (2D), y CBMM, líder en tecnología y productos de niobio, han desarrollado nuevos materiales de niobio. -Baterías de grafeno.

Las baterías se están probando actualmente en el nuevo Laboratorio de Baterías Avanzadas CBMM-CA2DM que fue lanzado recientemente por NUS y CBMM (establecido con una inversión conjunta de USD $ 3,8 millones) durante tres años, con el apoyo de la Fundación Nacional de Investigación de Singapur.

"El Laboratorio de Baterías Avanzadas CBMM-CA2DM es la instalación mejor equipada y de más alta tecnología en Singapur para explorar nuevas fronteras en la tecnología de baterías. El laboratorio proporciona a los investigadores equipos avanzados para crear nuevos electrolitos sólidos, fabricar varias formas de celdas y, finalmente, poner sus innovaciones a prueba. Hemos logrado un progreso significativo en nuestro desarrollo de baterías de niobio-grafeno que están demostrando ser un cambio de juego en seguridad, eficiencia y sostenibilidad ", dijo el profesor Antonio H. Castro Neto, director de CA2DM.

Según los informes, las baterías pioneras de niobio-grafeno han demostrado tener un mayor rendimiento y seguridad en comparación con las baterías tradicionales de iones de litio. Además, los electrolitos líquidos volátiles e inflamables de las baterías de iones de litio se reemplazarán por electrolitos sólidos que contienen niobio, lo que mejorará aún más la seguridad y la densidad energética de las nuevas baterías.

El niobio sirve como material activo primario en el electrodo negativo de las baterías y también se usa como aditivo en el electrodo positivo. El grafeno, por otro lado, se utiliza tanto en electrodos negativos como positivos para aumentar la conductividad electrónica y la estabilidad estructural. En el electrodo negativo, la estructura cristalina única de los materiales de niobio facilita la carga rápida sin dañar la estructura. En el electrodo positivo, los materiales de niobio pueden aumentar la conductividad iónica y proteger el material activo de la degradación. Además, la naturaleza de baja densidad del grafeno mejora significativamente la conductividad electrónica de ambos electrodos sin comprometer la densidad de energía general de la batería.

Se espera que el prototipo final de la batería de niobio-grafeno se complete en el primer trimestre de 2024.

“Dado que tienen una vida útil más larga, las nuevas baterías de grafeno-niobio reducen significativamente el costo total de propiedad en comparación con las baterías de iones de litio existentes y tienen capacidades de carga ultrarrápida. Además, ofrecen una mayor seguridad ya que no corren el riesgo de explosión incluso a altas temperaturas. ", dijo Rogerio Ribas, director global de baterías de CBMM. "Las primeras baterías que combinan aplicaciones de niobio tanto en el cátodo como en el ánodo, también tienen ventajas como una mayor potencia de entrada y salida, un rango operativo de temperatura más amplio y un estado de carga más alto, por lo que pueden desarrollarse para mercados específicos, como aplicaciones comerciales e industriales, incluidas las regenerativas. sistemas de frenado para vehículos híbridos (raíles, camiones y turismos), aplicaciones de trabajo pesado, intralogística, herramientas eléctricas inalámbricas, entre otros”, añade el Sr. Ribas.

El nuevo laboratorio está equipado con instalaciones de última generación tanto para la investigación como para la fabricación de baterías avanzadas a base de niobio y electrolitos sólidos. Debido a sus capacidades de alto rendimiento, las baterías de niobio-grafeno tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales, incluidos dispositivos médicos, como marcapasos y desfibriladores, y equipos aeroespaciales, como satélites y naves espaciales, todos los cuales requieren un ciclo de vida prolongado y alta seguridad. estándares Otras aplicaciones potenciales incluyen vehículos eléctricos y productos electrónicos de consumo.

"Con la creciente necesidad de soluciones energéticas sostenibles y de alto rendimiento, el laboratorio de baterías avanzadas CBMM-CA2DM marca una sólida asociación entre la empresa y la investigación con emocionantes aplicaciones del mundo real. En NUS, buscamos constantemente ampliar los límites de la innovación y esperamos con ansias las contribuciones novedosas del laboratorio a la ciencia y la tecnología, así como a la industria", dijo el profesor Chen Tsuhan, vicepresidente de NUS (Innovación y Empresa) y presidente de la Junta de CA2DM.

En el futuro, el laboratorio tiene como objetivo probar y crear baterías más avanzadas y novedosas con diversos materiales e interactuar con los institutos de investigación, las facultades y la industria locales para desarrollar tecnología de vanguardia en baterías. Un objetivo de alta tecnología es desarrollar una tecnología de batería de estado sólido que no requiera líquidos inflamables en su interior, haciéndola completamente segura. También se creará un espacio industrial dentro del laboratorio para permitir que empresas externas desarrollen y prueben prototipos de baterías para satisfacer sus necesidades comerciales.