La investigación sobre la mejora de las baterías de vehículos eléctricos ha dado un paso significativo gracias a un grupo de químicos de la Universidad de Cornell. Liderados por el Dr. Yao Yang, estos científicos han desarrollado un innovador método que permite diagnosticar los mecanismos detrás de las fallas de las baterías en condiciones climáticas extremas mediante el uso de microscopía electrónica.
El estudio, publicado en el Journal of the American Chemical Society, presenta una técnica de microscopía electrónica de transmisión electroquímica operativa (TEM, por sus siglas en inglés) que permite observar las reacciones químicas en tiempo real. Esta metodología facilita la recopilación de datos sobre el comportamiento de los materiales energéticos en temperaturas muy frías o extremadamente cálidas, lo que representa un avance crucial para la seguridad y eficacia de las baterías de iones de litio utilizadas en vehículos eléctricos.
Desarrollo y Aplicaciones de la Investigación
El Dr. Yang y su equipo han estado trabajando en el desarrollo de este instrumento de TEM durante tres años, en colaboración con Protochips Inc., una empresa de Carolina del Norte. Gracias a esta tecnología, los investigadores pueden analizar el funcionamiento de las baterías en un rango de temperaturas que oscila desde los -50 grados Celsius en climas árticos hasta los 300 grados Celsius, correspondientes a procesos industriales, como la activación de catalizadores.
El avance en la comprensión de cómo los materiales de las baterías responden a cambios de temperatura no solo es relevante para la industria automovilística, sino que también tiene implicaciones para la producción de hidrógeno verde y la reducción de emisiones de carbono. El trabajo de los investigadores se integra en un esfuerzo más amplio por abordar los desafíos del cambio climático mediante el desarrollo de combustibles líquidos sostenibles.
El artículo destaca la importancia de la colaboración interdisciplinaria, ya que el grupo del Dr. Erik Thiede contribuyó con algoritmos de análisis de datos que optimizan la interpretación de las imágenes y películas generadas por el TEM. Esta sinergia entre experimentación y teoría permite un análisis más profundo y eficaz de los fenómenos científicos observados.
La investigación sobre las baterías de vehículos eléctricos es un campo en constante evolución, y el trabajo realizado en Cornell representa un avance significativo hacia la consecución de baterías más seguras y eficientes que puedan operar en condiciones extremas, lo que podría facilitar la adopción generalizada de vehículos eléctricos en el futuro.
Más información: Sungin Kim et al., Operando Calentamiento y Enfriamiento Electroquímico 4D-STEM, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c05005
