Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) ha diseñado una herramienta de software que puede proporcionar una ayuda muy valiosa a los desarrolladores de baterías de electrolito sólido. Mediante conceptos de ingeniería inversa, el software SolidPAC es capaz de analizar y calcular el rendimiento de una batería a partir de sus materiales y arquitectura, dando como resultado una estimación de la influencia de estas características en la densidad de energía final.
En los últimos años, las baterías de electrolito sólido se han convertido en una de las tecnologías que han sido objeto de una intensa investigación. Con ellas es posible alcanzar densidades de energía y potencia mucho más altas que las que se obtienen de baterías de iones de litio convencionales con electrolito líquido, con el beneficio adicional de ser mucho más seguras, ya que se evita todo riesgo de incendio. Para acelerar su trabajo, los investigadores que exploran nuevos materiales y arquitecturas para diseñar estas baterías, más seguras y eficientes, pueden acceder a esta herramienta de software puesto que está disponible públicamente.
En el artículo publicado por el equipo de investigación en ScienceDirect, se describen los datos necesarios para alimentar el sistema y los resultados que es posible obtener de él. El objetivo es ayudar a los investigadores que desarrollan nuevos materiales para baterías de electrolito sólido a avanzar más rápidamente en el diseño de una celda que maximice la densidad de energía y minimice el coste, según afirma Ilias Belharouak del equipo de desarrollo del software del ORNL.
Según la entrada que le proporcione el usuario, el sistema analiza varios factores como la química de los materiales, el grosor y los flujos de electrones. El resultado son unas especificaciones particulares de diseño y una estimación de la densidad de energía que se puede llegar a alcanzar.
"SolidPAC ayudará a los investigadores, a la industria e incluso a educadores a jugar con diferentes composiciones y determinar la densidad de energía", asegura Marm Dixit del ORNL. "El resultado es un conjunto de herramientas que permite a los usuarios configurar diseños de baterías para usos específicos".
SolidPAC es a la vez un sistema de análisis y una calculadora del rendimiento de las baterías. Funciona como un kit de herramientas experimental e interactivo que permite el diseño de una batería de estado sólido que cumpla con los requisitos de aplicación especificados por el usuario. El conjunto de herramientas se basa en su amplia flexibilidad para dar resultados en función de los datos de entrada.
Mediante conceptos de ingeniería inversa, el software correlaciona los datos de entrada y de salida. SolidPAC precisa que se le alimente con la química de los materiales que forman los electrodos, sus cargas eléctricas, su arquitectura (grosor, tamaño) y las cargas eléctricas. Como resultado, es capaz de evaluar y extrapolar el impacto del diseño de la batería y la elección de los componentes en la densidad de energía de la celda de las baterías de electrolito sólido.
