Baterías de alto rendimiento para almacenar energía renovable
En su apuesta por reducir las emisiones de dióxido de carbono, las empresas energéticas han adoptado fuentes de energía renovables como el viento, las olas o el sol. Sin embargo, el suministro procedente de estas fuentes es intermitente, ya que depende de variables externas. Para que las energías renovables sean prácticas, es necesario estudiar métodos nuevos para almacenar energía a gran escala y liberarla bajo demanda. Las baterías de ion-Li pueden suministrar energía de forma ininterrumpida y con alta potencia. El proyecto SIRBATT (Stable interfaces for rechargeable batteries), financiado por la Unión Europea, fue una colaboración de tres años de duración entre seis universidades y cinco empresas del sector privado de toda Europa con el fin de mejorar drásticamente el conocimiento de la estructura y las reacciones que se producen en la interfaz entre el electrodo de una batería y electrolito. Las características de la interfaz con el electrolito sólido (SEI) que se forma rápidamente sobre los electrodos. Utilizando distintas técnicas de modelización y simulación, los investigadores obtuvieron información más detallada sobre la formación de SEI y las propiedades de transporte del litio metálico y los ánodos de carbono grafítico, así como sobre los factores atómicos y electrónicos que controlan la formación de la SEI y los mecanismos de envejecimiento. Se estudió la evolución de la SEI en los materiales del ánodo a lo largo de fases de carga seleccionadas aprovechando la sensibilidad superficial de la espectroscopia de absorción de rayos X. Una amplia gama de técnicas de medición nuevas in situ y ex situ ayudaron a los investigadores a analizar la química de los materiales electroactivos masivos y sus superficies. El equipo del proyecto también sintetizó una amplia gama de materiales para los electrodos de ánodo y cátodo y los probó en electrolitos convencionales y con aditivos, utilizando distintas temperaturas y regímenes de ciclos. Otro de los aspectos destacados del proyecto fue la formulación de electrodos ecológicos mediante procesamiento acuoso y el uso de un ligante sin flúor. Las celdas de litio se monitorización con nuevos microsensores con el fin de mantener las condiciones óptimas de funcionamiento y permitir el funcionamiento de dispositivos de larga vida útil que se pueden escalar para utilizarlos en baterías de escala de red de distribución. SIRBATT estudió los problemas que actualmente limitan la duración de las baterías que se utilizan para el almacenamiento estacionario, con el fin de obtener una solución preventiva que garantice una vida más larga para las baterías de ion-Li en el futuro.
Palabras clave
Baterías, energía renovable, almacenamiento de energía, ion-Li, SIRBATT, interfaz electrolito-sólido