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CETIM investiga las futuras baterías de Li-ion para impulsar la movilidad inteligente

El pasado 27 de noviembre, el Centro de Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) resolvía el programa Misiones CDTI, destinado a financiar grandes iniciativas estratégicas de I+D empresarial en retos clave para el futuro de España.

 

CETIM es coordinador técnico y principal centro de investigación del innovador proyecto LiOn-HD que, liderado por Silicio FerroSolar, investigará el uso de materiales estratégicos en baterías de ion-litio de alta densidad energética para la electromovilidad sostenible.

 

El proyecto cuenta además con el apoyo de empresas y entidades como el Grupo PSA, la Energy Materials Industrial Research Initiative (EMIRI), el Instituto Enerxético de Galicia (INEGA) y la Axencia Galega de Innovación (GAIN).

 

 

Culleredo, 13 de enero de 2021. Uno de los principales retos a los que se enfrentan hoy en día la industria del automóvil y la movilidad es su transición hacia tecnologías sostenibles y climáticamente neutras. Aunque las baterías son una tecnología facilitadora clave de este cambio, existen grandes retos tecnológicos para cubrir las necesidades actuales y lograr esta transición hacia la movibilidad inteligente. Entre ellos, mayores rendimientos energéticos, vida útil y fiabilidad sobresalientes, mayor seguridad, y sostenibilidad medioambiental. Todo ello unido a una producción a gran escala rentable.

 

Objetivos de LiOn-HD sobre esquema de funcionamiento de batería de Li-ion convencional (izquierda).

 

 

En este contexto, el proyecto LiOn-HD surge con el objetivo principal de mejorar significativamente la densidad energética, el coste y la sostenibilidad de las baterías ion-litio a través de novedosas investigaciones en materiales activos e inactivos avanzados y sus combinaciones sinérgicas para los diferentes componentes de la celda electroquímica (ánodo, electrolito y cátodo), superando sus límites actuales. De esta forma, también se facilitará la evolución y la transformación del sector del transporte hacia la sostenibilidad, descarbonización y drástica reducción de emisiones, con especial atención a aspectos como la movilidad autónoma y la electromovilidad.

 

Concretamente, LiOn-HD se enmarca dentro de la Misión 2 de Movilidad sostenible e inteligente del Programa Misiones el Centro de Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI), buque insignia de la institución destinado a financiar grandes iniciativas estratégicas de I+D en España, promovidas por agrupaciones empresariales en colaboración con centros tecnológicos, organismos de investigación y universidades.

 

La resolución de esta primera convocatoria del programa, que ha estado muy reñida, tuvo lugar el pasado 27 de noviembre, resultando seleccionado LiOn-HD como único proyecto liderado por una gran empresa con base gallega.

 

Consorcio nacional puntero
El consorcio, coordinado técnicamente por CETIM, está formado por 8 empresas intensivas en I+D punteras en sus sectores. El liderazgo corresponde a SILICIO FERROLOSAR y participan también Química del Nalón, NANOKER, RIMSA, ABCRLabs, GRAPHENEA, CUANTUM y Hi-IBERIA.

 

Asimismo, colaboran 9 organismos de investigación: el propio CETIM, CIDETEC, las universidades de A Coruña, Santiago, Alicante, la Autónoma de Barcelona, y 3 centros adscritos al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC): Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) e Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB).

 

El proyecto cuenta además con el apoyo de empresas y entidades como el Grupo PSA, la Energy Materials Industrial Research Initiative (EMIRI), el Instituto Enerxético de Galicia (INEGA) y la Axencia Galega de Innovación (GAIN).

 

Desde Galicia
CETIM, además de coordinar el proyecto, participa dando soporte tecnológico a varias de las empresas del consorcio, investigando novedosos materiales para diferentes componentes de las baterías: ánodos de ion-litio basados en nano y microsilicio, binders, electrolitos, etc.

 

Así, para el ánodo de las baterías, CETIM llevará a cabo la investigación y optimización de biocomposites en materiales lignocelulósicos y en materiales carbonosos como alternativa para mitigar los efectos de expansión y contracción del nanosilicio, principal desventaja de su aplicación en ánodos de esta tipología de baterías. También desarrolla materiales conductores y recubrimientos que permitan la estabilización y mitigación de dichos efectos cuando el nanosilicio es empleado como material anódico.

 

Investigadores de CETIM trabajando en materiales lignocelulósicos.

 

Por otro lado, CETIM, colabora en el diseño de nuevos electrolitos, componente fundamental de la celda para asegurar la preservación de la integridad de los materiales durante su funcionamiento. Concretamente, investiga en aditivos electrolíticos y electrolitos semisólidos (gel) de cuarta generación para la mejora de compatibilidad electroquímica e interfacial del electrolito. De igual modo, los binders poliméricos serán también un importante punto de innovación al tratar de sustituir los convencionalmente empleados buscando, a través de las nuevas alternativas, la integridad de los materiales activos estudiados en el ánodo. Los binders permiten mantener un contacto estrecho entre los materiales activos y entre las partículas del metal con el colector de corriente, unión altamente condicionante para conseguir una alta densidad de energía y una buena estabilidad mecánica del electrodo.

 

Todo ello culminará en el desarrollo de semiceldas electroquímicas y su testeo de cara a evaluar la influencia que cada una de las diferentes tipologías de materiales desarrollados presentan en el desempeño de las celdas electroquímicas.

 

Finalmente, CETIM desarrollará también los análisis económicos y medioambientales que podrán aseverar la viabilidad técnica, medioambiental y comercial de los materiales y tecnologías alcanzados.

 

 

 

 

Este proyecto ha sido subvencionado por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) en el marco de la convocatoria para el año 2019 del Programa MISIONES (EXP – 00133395 / MIG-20201021. Misión 2) y cuenta el apoyo del  Ministerio de Ciencia e Innovación.