Los científicos se animan con un proyecto de "genoma" masivo de baterías

Casi en concreto Hace 32 años , en octubre de 1990, los científicos se lanzaron a un entusiasta proyecto para mapear el genoma humano -- una iniciativa finalmente efectiva que incluía la secuenciación del ADN que nos hace ser quienes somos. Concluyó en 2003, pero en 2015 los investigadores introdujeron actualizaciones del mapa de nuestro genoma y también sus más de 3.000 millones de pares de bases, que están formados por partículas con enlaces de hidrógeno como la adenina, así como la timina.

A diferencia de los seres humanos y también de otros animales vivos, las pilas no tienen ADN. No hay cromosomas en una pila de iones de litio. Sin embargo, es difícil exagerar su importancia para la cultura en un momento en que el mundo trata de encontrar métodos de descarbonización: las baterías de iones de litio alimentan los coches eléctricos, pueden ayudar al almacenamiento en la red eléctrica y también pueden utilizarse para impulsar nuevos aviones en viajes realmente cortos.

En un documento publicado a principios de este mes en la revista Joule , un grupo de 28 científicos piden una tarea de "genoma de datos de la batería". A continuación se explica por qué lo proponen, y también lo que eso significa.

" El mundo lo necesita", dice Susan Babinec, una de las redactoras del documento y directora del programa de almacenamiento de energía estacionaria (piense: espacio de almacenamiento de baterías en la red) en Laboratorio Nacional de Argonne en Illinois. "El mundo necesita tener energía renovable, y también la descarbonización profunda se basa en una serie de tecnologías modernas".

Y entre las tecnologías modernas, naturalmente, se encuentran las baterías, no sólo para los vehículos eléctricos, sino también para tareas esenciales como mantener la energía hecha a partir de energías renovables cuando el sol está irradiando y guardarla para más tarde. "Las baterías son realmente difíciles de diseñar, así como de fabricar, por lo que hemos recorrido un largo camino, así como sabemos, actualmente con seguridad, que el almacenamiento de energía puede ayudar a la descarbonización profunda", incluye.

Entonces, ¿qué tipo de detalles se propone reunir la tarea? "El genoma de la información de la batería es realmente sobre el aprovechamiento de la totalidad de la experiencia", afirma Eric Dufek, un coautor más en el papel, así como un director de departamento en el Laboratorio Nacional de Idaho. Eso puede parecer una gran cantidad de información, así como la forma en que el documento describe el trabajo es un poco más concreto, con el objetivo de ser "una iniciativa global para reunir una enorme colección de bases de datos de baterías", escriben los autores.

El objetivo es sacar la información de sus silos, así como sistematizar los estilos; de ese modo, se puede utilizar el aprendizaje automático para buscar patrones. Se trata de "ver que la gente tiene los métodos y procedimientos en posición, para asegurarse de que compartir es más sencillo, incluso si no deseas que todos tus datos sean completamente abiertos", afirma Dufek.

Un tipo vital de datos de la batería que el proyecto iría después se conecta a la investigación de "exactamente cómo se ejecuta", dice Babinec. "Todos reconocemos que las baterías perderán capacidad con el tiempo, pero la forma en que la pierden depende de cuatro o cinco variables diferentes, por lo que llamamos a eso destrucción por dependencia de la trayectoria. Es realmente difícil reconocer exactamente cómo es probable que deje de funcionar". Ese tipo de información es vital, ya que una costosa configuración de espacio de almacenamiento de la batería en la red debe ayudar preferiblemente un tiempo muy largo en el área que se desarrolla para, conseguir el trabajo que está destinado a hacer.

La información sobre el voltaje y la corriente mientras una batería se carga y también se descarga es "como el código secreto, que es como el ADN de la vida del ciclo", afirma.

Este tipo de información puede ayudar a los especialistas en baterías a calcular cuánto tiempo puede durar el espacio de almacenamiento de la red si se utiliza de diferentes maneras, como almacenar cuatro horas de energía producida por los paneles fotovoltaicos y lanzarla por la noche, frente a ahorrar más energía que se utilizaría durante una situación de emergencia. O piense en pedir un viejo paquete de baterías de un vehículo eléctrico y utilizarlo después para almacenar energía de forma estacionaria, se maravilla Babinec. ¿Cómo se podría hacer eso exactamente? Este proyecto pretende ayudar a desvelar esas inquietudes.

Lo más importante es que el esfuerzo no intenta que la gente comparta detalles exclusivos, por lo que el rendimiento de la batería es un lugar principal de enfoque. "La gente se vuelve más sensible cuando se empieza a hablar de los detalles más finos de cualquier cosa", afirma Dufek. Lo ideal sería que los detalles residieran en diferentes centros, en lugar de en un lugar principal.

Además del Laboratorio Nacional de Argonne y también del Laboratorio Nacional de Idaho, los autores del trabajo proceden de establecimientos como la Universidad de Oxford, la Universidad Carnegie Mellon, el Instituto de Investigación Toyota de California y la Universidad de Hawai.

En última instancia, el objetivo incluye abordar esta inquietud: "¿Cómo desarrollamos y descubrimos un método para fabricar baterías mucho mejores, más rápido, para poder influir?" afirma Dufek.

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