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H2020

ECLIPSE — Resultado resumido

Project ID: 687306
Financiado con arreglo a: H2020-EU.2.1.6.
País: Francia
Dominio: Espacio, Energía

La tecnología de Li-S se prepara para las misiones espaciales

Las baterías de iones de litio se han vuelto omnipresentes en productos como los vehículos eléctricos, teléfonos inteligentes y ordenadores. ¿Cuál es el motivo de tal éxito? Una densidad energética suficientemente alta como para soportar las necesidades de tales dispositivos, pero que presenta límites en aplicaciones más exigentes, como en las baterías de uso espacial. El consorcio ECLIPSE considera que el litio-azufre es el siguiente gran avance en este mercado.
La tecnología de Li-S se prepara para las misiones espaciales
La tecnología de litio-azufre (Li-S) fue patentada y desarrollada por OXIS Energy, una empresa británica que se propuso revolucionar el mercado de las baterías recargables en 2004. Mientras que OXIS se centra principalmente en los vehículos eléctricos, el sector de la defensa y el almacenamiento de energía solar, un grupo de centros de investigación, empresas y universidades liderado por Airbus decidió apostar por su potencial para el sector espacial en 2015. El proyecto ECLIPSE nació con la ambición de garantizar que se tuvieran en cuenta las limitaciones espaciales a la hora de mejorar la tecnología de Li-S.

Claramente, tiene potencial: la tecnología de Li-S puede funcionar a temperaturas muy superiores a la de Li-Ion y permite una energía teórica específica cinco veces superior a la versión de Li-Ion. Además, resulta menos costosa que su homóloga, debido al coste inferior de las materias primas. Es más segura, más respetuosa con el medio ambiente, posee un gran ciclo de vida y soporta de forma excelente la presión. Además, tal como menciona el coordinador del proyecto para Airbus, Bertrand Faure: «la tecnología de Li-S aporta una mayor densidad energética, es decir, una mayor relación entre la energía y la masa, que la versión de ion litio. Esto permite disponer de una batería más ligera, así como de un mejor rendimiento del sistema y un mejor coste».

Para un sector como el espacial, en que poner 1 kg en órbita cuesta alrededor de 10 000 EUR, una menor masa de las baterías podría ser algo revolucionario. Ahora que la tecnología de Li-Ion parece haber alcanzado su máximo rendimiento y que la opción de Li-S ha demostrado resultados prometedores, resulta lógico que las partes interesadas inviertan en su desarrollo.

El proyecto ECLIPSE se centró específicamente en tres mejoras: la optimización de los principales componentes de las celdas (cátodo, ánodo, separador y electrolito) para alcanzar los 400 Wh/kg; el nivel de encapsulación y de batería; y estudios del sistema para la integración de las arquitecturas de las lanzaderas y los satélites. El nuevo concepto de colector de corriente de cátodo del proyecto, por ejemplo, emplea perforación láser para reducir el peso en hasta un 73%.

«Nos hemos centrado en mejoras tecnológicas que permitan una alta densidad, junto con una prolongación del ciclo de vida. Probamos numerosos materiales y soluciones posibles para mejorar esas características y, así, obtuvimos dos patentes», explica Faure. Al final, el consorcio optó por una celda de alta densidad de energía (el doble de densidad energética de la tecnología más avanzada) con posibilidad de mejoras adicionales.

Además de reunir a agentes clave en el desarrollo de materiales de baterías de Li-S, los principales logros del proyecto incluyen una mejor comprensión de los requisitos y especificaciones de las aplicaciones espaciales; el conocimiento de los factores limitadores y de los parámetros clave que se deben mejorar para obtener celdas de Li-S de alta densidad energética y alta ciclabilidad; y la demostración de la utilidad de los modelos físicos de celdas de litio-azufre.

Aunque el proyecto se completó en noviembre de 2017, el consorcio prevé seguir trabajando para llevar la tecnología de Li-S al sector espacial.

Palabras clave

ECLIPSE, Li-S, Li-Ion, litio azufre, baterías, espacio, almacenamiento de energía
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