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ITE desarrolla con éxito un material catódico para baterías de litio de nueva generación

Material Catódico

20/10/22

Proporciona una mayor capacidad de almacenamiento y tiene menos cobalto, cuyo coste se ha duplicado en un año.

El actual encarecimiento del precio de materias primas esenciales en la fabricación de baterías o paneles solares como el cobre, el acero, el cobalto o el níquel es una barrera para el despegue de las energías sostenibles.

La investigación en nuevos materiales se presenta como una de las áreas de mayor recorrido para avanzar en el camino de la transición energética y en el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) cuentan con un equipo especializado que, entre otros, ha culminado con éxito CABCO, un proyecto que ha abarcado dos años de investigaciones y ha contado con la cofinanciación de los fondos FEDER y del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) (expediente: IMDEEA/2021/40).

Uno de los retos que ha abordado esta investigación ha sido la necesidad de suplir al mercado de baterías con bajas cantidades de cobalto, un material especialmente escaso y que en el último año ha visto duplicar su precio. Las baterías con cátodos de tipo LiNiCoMnO2 (NMC) -de alto contenido en níquel- y las Li-Rich NMC -con un alto contenido en magnesio y litio- presentan esta ventaja y son una gran alternativa para su uso en vehículos eléctricos.

Y es que el mercado actual precisa de cátodos de mayor capacidad energética y para ello desde ITE han apostado por introducir mayores cantidades de níquel en la estructura de las baterías, lo cual supone una disminución de la cantidad de cobalto. Sin embargo, esta modificación provoca un descenso de la vida útil de las baterías, otro problema que han resuelto de manera eficaz en este proyecto.

Leire Zubizarreta, coordinadora de CABCO y especialista en baterías en el ITE, explica cómo este proyecto aporta mayor capacidad de almacenamiento a las baterías de litio a pesar de contener menos cobalto. “En nuestros laboratorios hemos desarrollado -señala- un material catódico para baterías de litio de nueva generación basado en un óxido laminar de níquel-manganeso-cobalto, lo que se conoce como de tipo NMC de nueva generación, con una reducción sustancial de cobalto”.

Uno de los mayores retos a los que ha tenido que hacer frente el equipo investigador ha sido la obtención de materiales con buenas prestaciones energéticas y que se obtengan a su vez por procesos de fabricación industriales más eficientes “para hacerlo más escalable y de menor coste” apuntan. Así, no solo el material es más sostenible sino el proceso también.

Un material excelente para contener el alza de los precios energéticos

La aplicación de estos resultados para la industria es muy amplia, ya que todos estos avances redundan en una mayor eficiencia energética para las empresas y en una reducción de costes con respecto a los procesos actuales, además de disminuir el impacto medioambiental. Todo ello conlleva una mejora para la sociedad, con procesos más sostenibles, en un momento especialmente complejo por la escalada de los precios de las materias primas.

Leire Zubizarreta señala que en la actualidad “la industria de las baterías demanda materiales catódicos de nueva generación que presenten un menor contenido en materias primas de alto coste como el cobalto, geolocalizados en países extraeuropeos como es la República del Congo”. Por eso este nuevo material puede contribuir al desarrollo industrial de baterías en nuestro continente para aplicaciones más exigentes en cuanto a densidad de energía como la electromovilidad”, concluye.

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