Baterías y pilas de combustible de hidrógeno
Potenciación del diseño virtual de materiales para baterías y pilas de combustible
Diseño avanzado de materiales para aumentar el rendimiento de las baterías
Las baterías de iones de litio han transformado profundamente el almacenamiento de energía, desde la electrónica personal hasta la electrificación continua del transporte. Las demandas de mejora de la seguridad, la vida útil de las baterías y la densidad de energía requieren que se exploren nuevas opciones de materiales para las baterías: nuevas formulaciones de electrolitos y nuevos materiales de cátodo y ánodo. Las investigaciones también están explorando alternativas que cambian el paradigma en el diseño de materiales para baterías, como los electrolitos sólidos e incluso la sustitución del litio por otros metales más abundantes, como el sodio, el calcio y el magnesio.
Acelere el diseño de fuentes de energía sostenibles
BIOVIA Materials Studio se puede aplicar para estudiar los aspectos más fundamentales del diseño de materiales y conectarse a la perfección con simulaciones de celdas y paquetes de baterías, creando un vínculo entre la elección de materiales y el rendimiento de las baterías.
BIOVIA Materials Studio respalda la caracterización y el desarrollo de materiales nuevos y existentes para baterías y celdas de combustible. Junto con la amplia cartera de Dassault Systèmes, los científicos de materiales pueden acelerar el diseño de fuentes de energía y almacenamiento sostenibles, seguras y fiables.
- Ánodo
- Cátodo
- Electrolito
- Pilas de combustible de hidrógeno y electrolizadores
Ánodo
- Prediga la transición de los iones de litio al ánodo y cómo se organizan los iones de litio dentro del ánodo durante la carga y la descarga.
- Determine los procesos que conducen a la exfoliación del grafeno y a la degradación general del ánodo.
- Explore los factores que controlan el crecimiento y la estabilización de la interfaz del electrolito sólido.
- Determine los mecanismos a escala atómica de la degradación del rendimiento de la batería, como la formación de dendritas metálicas.
Cátodo
- Calcule la tensión de celda abierta (OCV) para diversos materiales de cátodo para estimar las curvas de carga y descarga.
- Evalúe los cambios en la estructura del cátodo durante el ciclo para determinar su impacto en la capacidad total del cátodo.
- Explore y optimice las interacciones entre la superficie del cátodo y distintos revestimientos.
Electrolito
- Calcule la difusión de iones de litio a través de electrolitos puros o mezclas.
- Investigue cómo las moléculas de electrolito se rompen e incorporan en la interfaz de electrolito sólido durante el funcionamiento.
- Determine las propiedades de los aditivos electrolíticos para evaluar cómo influyen en el rendimiento.
- Prediga la viscosidad de las formulaciones de electrolitos.
- Materials Studio también puede combinarse con COSMOtherm para predecir la seguridad de los electrolitos basándose en propiedades como la presión de vapor y el punto de inflamación.
Pilas de combustible de hidrógeno y electrolizadores
- Optimice la durabilidad y el rendimiento de la membrana polimérica mediante predicciones de la morfología y el impacto en la difusión de protones y el transporte de agua.
- Comprenda los mecanismos de degradación de la membrana.
- Reduzca costes mediante el cribado de materiales de electrodos alternativos.
- Suministre datos de materiales e información a elementos finitos (SIMULIA Abaqus) y modelos de sistemas (CATIA Dymola) de conjuntos de pilas de combustible y electrolizadores.
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