Potenciar la próxima generación de innovación en baterías
Si bien la mayoría de las baterías que utilizan los vehículos en circulación hoy en día todavía se basan en la tecnología de plomo y ácido, desarrollada en 1859, las baterías de iones de litio son cada vez más populares. Los principales beneficios incluyen una mayor densidad energética, una mayor capacidad de tensión y una mayor duración. «El mercado de las baterías de iones de litio está creciendo a un ritmo increíble del 25 % al año», señala el coordinador del proyecto TEESMAT (Open Innovation Test Bed for Electrochemical Energy Storage Materials), Fabien Perdu, de la Comisaría de Energía Atómica y Energía Alternativas de Francia. «Se está produciendo una revolución industrial. Las baterías de iones de litio se utilizan normalmente en la electrónica de consumo, pero también se están convirtiendo en un factor clave en la electromovilidad». Están surgiendo otras innovaciones de baterías eficientes en materia de energía basadas en diferentes químicas, como las baterías de flujo redox, diferentes químicas de zinc y supercondensadores híbridos. «Además, hay mucho desarrollo continuo en posibles tecnologías futuras, como los ánodos de litio-metal o silicio, las baterías de litio-azufre y las baterías orgánicas», agrega Perdu.
Desarrollar una industria europea de baterías competitiva
Sin embargo, lograr este tipo de innovación es un desafío. «El desarrollo de baterías supone un compromiso delicado entre diversos criterios», explica Perdu. «Estos criterios, como la densidad energética, la capacidad de almacenamiento, la carga rápida y la seguridad, son fáciles de optimizar por separado, pero pueden ser difíciles de combinar. Detrás de estos criterios subyacen docenas de reacciones químicas y efectos físicos que deben entenderse, dominarse o eludirse». Por lo tanto, comprender estos procesos es fundamental para desarrollar una industria europea de baterías competitiva y con visión de futuro. La dificultad estriba en que no siempre es fácil acceder a estos conocimientos, lo que origina un cuello de botella en las primeras fases del desarrollo de las innovaciones en baterías. El proyecto TEESMAT, financiado con fondos europeos, procuró solucionar este problema facilitando el acceso a dichos conocimientos y técnicas, y acumulando experiencia mediante el intercambio de mejores prácticas y resultados. Esto se logró reuniendo a quienes ofrecen técnicas punta de caracterización y experiencia con los agentes industriales del sector de las baterías. «Configuramos, probamos y presentamos este banco de pruebas de innovación abierta para brindarles a los usuarios del servicio acceso a todos los proveedores de servicios a través de un único punto de acceso», explica Perdu. «Se puede considerar que los usuarios del servicio son futuros clientes, que pueden usar esta plataforma para contactar a expertos con sus muestras y sus dudas». La plataforma está cuidadosamente estructurada para ayudar a los fabricantes a identificar la mejor combinación de técnicas que podrían responder a cada problema individual. Luego, las muestras se pueden enviar a los proveedores de servicios pertinentes y, en conjunto, se pueden elaborar conclusiones basadas en los resultados. Cuando la confidencialidad lo permite, una base de datos recopila información sobre las muestras analizadas, los resultados y las conclusiones para garantizar que se puedan compartir las mejores prácticas. «Hasta la fecha, hemos gestionado más de setecientas muestras y realizado doscientas cincuenta pruebas para más de cuarenta casos de usuarios», dice Perdu. «En todos estos casos, la plataforma obtuvo resultados que no hubieran sido posibles sin la combinación de técnicas complementarias».
Baterías más seguras, duraderas y ecológicas
Los principales logros incluyen el desarrollo de una herramienta de control de calidad adecuada para el desarrollo eficiente de electrodos; baterías de tecnología híbrida con carga más rápida y ciclos de vida más largos; y una innovación para tratar la oxidación del cobre en las aplicaciones de almacenamiento de energía. La plataforma también ha permitido identificar y probar un mecanismo para predecir la vida útil de las celdas de las baterías de iones de litio para automóviles. «Hemos captado proveedores de servicios externos, lo que ha ayudado a ampliar nuestra cartera de especialización», agrega Perdu. «Captar más usuarios del servicio ayudará a ampliar nuestra base de futuros clientes y aportará comentarios valiosos sobre la plataforma TEESMAT». Los próximos pasos incluyen la preparación para la fase comercial. «Una vez que el proyecto finalice en agosto de 2022, la plataforma continuará funcionando como un servicio de pago», explica Perdu. «Por lo tanto, en este momento estamos enfocados en los aspectos operativos y de gobernanza, y en la lista precisa de técnicas de caracterización que se propondrán». Es por ello que TEESMAT seguirá desempeñando un papel fundamental en el desarrollo de un sector europeo de baterías competitivo y de vanguardia desde el punto de vista tecnológico. «Nuestro banco de pruebas de innovación abierta dio lugar a la especialización en múltiples técnicas de caracterización y la ha puesto a disposición de la industria de las baterías», concluye Perdu. «De esta manera, esperamos haber contribuido con baterías mejores, más seguras, más duraderas, más baratas y más ecológicas».
Palabras clave
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