Notas editoriales

Vea la entrevista completa con Enrique Quiroga

La electrificación de procesos y productos en manufactura se ha convertido en un eje central para mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental. Las baterías juegan un papel crucial en esta transformación, no solo en dispositivos portátiles y vehículos eléctricos, sino también en aplicaciones industriales que demandan almacenamiento energético eficiente y de alta capacidad.

El Dr. Enrique Quiroga-González, vocero de Intersolar México e investigador de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), está a la vanguardia de este desafío con su trabajo innovador en el desarrollo de ánodos de silicio para baterías de ion-litio.

El grafito ha sido, durante mucho tiempo, el material preferido para los ánodos en las baterías de ion-litio debido a su disponibilidad y costo relativamente bajo. Sin embargo, según el Dr. Quiroga, "el silicio ofrece una capacidad energética significativamente mayor, hasta diez veces más que el grafito, lo que podría revolucionar la autonomía de vehículos eléctricos y otros dispositivos industriales".

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Esta capacidad incrementada podría permitir una mayor densidad energética en las baterías, ofreciendo soluciones más compactas y eficientes.

Sin embargo, el camino hacia la implementación del silicio en ánodos no está exento de retos. "El silicio se expande hasta un 300% durante los ciclos de carga y descarga, lo que puede provocar fracturas y degradación rápida del material", explica Quiroga. Para mitigar este problema, su equipo está explorando la nanoestructuración y el uso de compuestos híbridos, desarrollando estructuras micrométricas y nanométricas que pueden soportar mejor la expansión y contracción sin perder funcionalidad.

Aplicaciones industriales y beneficios económicos

La investigación del Dr. Quiroga tiene implicaciones significativas para diversas aplicaciones industriales. En sectores como la manufactura automotriz, los vehículos eléctricos podrían beneficiarse enormemente de una mayor autonomía y menor peso en sus baterías, lo que se traduciría en menores costos operativos y un menor impacto ambiental.

Además, en aplicaciones industriales más amplias, como en sistemas de automatización y drones industriales, el uso de ánodos de silicio podría aumentar la eficiencia energética y reducir los costos asociados al almacenamiento de energía.

"Estamos trabajando para que estas innovaciones no solo queden en el laboratorio, sino que lleguen a la industria y puedan ser aplicadas a gran escala", señala Quiroga.

Su enfoque en la sustentabilidad y la reducción de costos también se refleja en sus esfuerzos por utilizar silicio de menor pureza (o 'silicio sucio'), que aunque menos eficiente que el silicio puro, es significativamente más barato y aún ofrece mejoras considerables en capacidad comparado con el grafito.

Desafíos y el futuro del almacenamiento de energía

A pesar del potencial prometedor de los ánodos de silicio, su adopción en la industria aún enfrenta barreras significativas. "El principal desafío es económico. Aunque el silicio puede ofrecer hasta diez veces más capacidad que el grafito, el costo de producción aún es alto", menciona Quiroga.

Su equipo está explorando formas de reducir estos costos y aumentar la viabilidad económica del silicio como material para ánodos.

Además, el Dr. Quiroga subraya la importancia de la colaboración entre la academia y la industria para avanzar en el desarrollo de tecnologías más sostenibles y eficientes. "Estamos abiertos a la colaboración con la industria para desarrollar nuevas tecnologías y mejorar las existentes. Necesitamos que más compañías inviertan en investigación y desarrollo para hacer realidad estas innovaciones a gran escala".

Red Mexicana de Almacenamiento de Energía

El académico investigador de la BUAP también es un miembro activo de la Red Mexicana de Almacenamiento de Energía, una iniciativa que busca conectar a investigadores con la industria para fomentar la colaboración y el desarrollo de nuevas tecnologías en almacenamiento energético. "La vinculación entre academia e industria es clave para avanzar en el desarrollo tecnológico y mejorar la competitividad de México en este campo".