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La innovación en nuevos materiales para componentes de baterías acelera el escenario emisiones cero

16/06/2023

ITE prototipa el desarrollo de nuevos electrodos con químicas de última generación

La innovación en tecnologías energéticas limpias debe acelerarse para alcanzar el escenario de emisiones netas cero en 2050. Los expertos coinciden en que las tecnologías existentes garantizan una gran parte de las reducciones de emisiones de CO2 pero también apuntan que no son suficientes y que alcanzar los objetivos del escenario cero emisiones netas requiere profundizar en tecnologías que están en fase de desarrollo. Unas innovaciones que todavía no están listas para implantarse de forma masiva, especialmente en aquellos sectores con mayor dificultad de descarbonización como son las industrias altamente demandantes de energía o el transporte de larga distancia. 

Uno de los desafíos más importantes de las energías renovables continúa siendo su gestión y almacenaje. Optar por fórmulas de generación descentralizada donde los sistemas de almacenamiento jueguen un papel importante es clave, y aquí las baterías de litio juegan un papel fundamental. 

Además, las baterías también son piezas clave para promover la electromovilidad, una realidad que ha experimentado un enorme crecimiento en los últimos años y que está en un punto muy inicial de su expansión. Las baterías de litio, a pesar de ser las candidatas potenciales a corto-medio plazo para cubrir esta necesidad, precisan mejorar algunos aspectos como la densidad de energía para acelerar la transición hacia la electrificación de los vehículos.  

Una de las partes clave de las baterías son las celdas que las forman. Según datos arrojados por la ‘Encuesta de precios de baterías 2021’ de BloombergNEF, hace dos años las celdas de energía suponían un 70% del coste total de la batería, pero las recientes mejoras en el diseño de estos componentes han hecho que hoy las celdas constituyan el 82% del coste total de la batería. 

Esto provoca que cada vez sea más importante avanzar en el desarrollo de nuevas tecnologías en estas piezas y, precisamente eso, es el foco de investigación del proyecto ELECOUCH en vías de desarrollo por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), apoyado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE). Un proyecto cuyos avances podrán aplicarse para dar soporte a la industria en la implementación de mejoras en celdas de litio con el objetivo de obtener baterías de Li-ion con mejores prestaciones, menor coste y mayor sostenibilidad.

La optimización de procesos, clave para mejorar las prestaciones y el coste de una batería

El diseño y la fabricación de electrodos de baterías de iones de litio es un proceso multidisciplinar que involucra muchos parámetros y variables. Para la obtención de baterías con alta energía no solo se necesita la síntesis de químicas de nueva generación, sino también el estudio y optimización de los procesos involucrados para su integración en un electrodo y en una celda.

Tal y como explican desde el equipo de investigación que trabaja en ELECOUCH, este proyecto persigue el desarrollo e implementación de procesos de fabricación de electrodos y celdas a partir de materiales activos de futura generación mediante procesos semi-automáticos con objeto de mejorar las prestaciones de la batería de litio-ion.

Actualmente los procesos de producción de electrodos son una de las etapas en la producción de celdas más intensivas energéticamente hablando y, como consecuencia, reducen la sostenibilidad del proceso por el uso de disolventes tóxicos y no medioambientalmente sostenibles. 

En este contexto, son pocos los laboratorios existentes que dispongan de procesos semi-automaticos para llevar a cabo la validación y optimización de la producción de electrodos y celdas con químicas de nueva generación. Aquí reside la principal innovación de ELECOUCH: la implementación de estos procesos (técnicamente conocidos como slot-die y Z-folding) para poder apoyar a la industria de las baterías en el desarrollo de celdas con prestaciones mejoradas.

El proyecto ELECOUCH con expediente IMAMCA/2022/9, cuenta con la financiación del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) mediante convenio de I+D con Generalitat Valenciana dentro de las ayudas dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana.

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