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Las baterías de litio-azufre en estado sólido para coches eléctricos, la nueva apuesta de Europa a partir de enero

Las baterías de litio-azufre en estado sólido para coches eléctricos, la nueva apuesta de Europa a partir de enero
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LISA es el acrónimo para 'Lithium Sulphur for Safe Road Electrification', un proyecto que la Unión Europea lanzará el 1 de enero con el objetivo de desarrollar, diseñar y fabricar baterías con tecnología de azufre de litio en estado sólido en los próximos tres años y medio. LISA cuenta con un presupuesto de casi ocho millones de euros, y entre sus 13 socios colaboradores se encuentra Renault o la compañía británica Oxis Energy.

Más densidad energética, menos peso, menor coste y más seguridad

Enchufe Coche

Las baterías de litio-azufre se presentan como una clara alternativa a las de iones de litio en cuanto a reducir el impacto ambiental que supone la fabricación de baterías para los coches eléctricos. Elementos como el cobalto, el litio o las tierras raras suponen un factor limitante para la adopción a gran escala de vehículos eléctricos.

Este proyecto quiere desarrollar así celdas de batería de litio-azufre de alta densidad energética con electrolitos híbridos no inflamables de estado sólido, resolviendo los cuellos de botella en la fabricación de baterías, reduciendo los tiempos de carga, el peso y el costo, y sin olvidar las mejoras en materia de seguridad.

Además, el resultado del proyecto en términos de nuevos materiales, componentes, células y procesos será transferible a otras tecnologías basadas en el ánodo de litio, como las tecnologías de iones de litio y de estado sólido.

Pero esta tecnología de litio-azufre lleva años en el horno. Ya desde 2013 la comunidad científica ha destacado sus propiedades, pero también sus puntos débiles. Aunque todavía usan algo de litio, el componente de azufre les permite ser mucho más baratos que las baterías de iones de litio, pero uno de los mayores inconvenientes de las baterías litio-azufre es su corta vida útil, lo que hace que pierdan gran parte de su capacidad cada vez que se recargan.

Hace cinco años un profesor de ciencia e ingeniería de la Universidad de Stanford desarrolló una batería de litio-azufre que pudo retener el 80 % de su capacidad durante más de 300 ciclos de carga. Por entonces, la mayoría de estas baterías perdían gran parte de su capacidad después de unas pocas decenas de ciclos.

La revista científica Phys.org ya explicaba en 2013 el funcionamiento de esta tecnología y su talón de Aquiles:

"Para lograr esta mejora, los investigadores primero identificaron un nuevo mecanismo que causa la disminución de la capacidad de las baterías litio-azufre después del ciclo. Para que una batería de litio-azufre se recargue con éxito, el sulfuro de litio en el cátodo debe estar unido a la superficie del cátodo; en este caso, la superficie interna de la nanofibra de carbono hueca que la encapsula. Esta unión crea un buen contacto eléctrico para permitir el flujo de carga. Pero los investigadores descubrieron que, durante el proceso de descarga, el sulfuro de litio se separa del carbono, lo que provoca una pérdida de contacto eléctrico que impide que la batería se recargue por completo".

Aunque no sabemos si el proyecto LISA ha conseguido salvar estos escollos, investigará a través de los fondos del programa Horizon 2020 durante los próximos años alternativas a las baterías 'tradicionales'. La Unión Europea afirma buscar una "revolución de las baterías" tradicionales y sobre todo asegurarse la trazabilidad de los materiales, que ya encuentran poderosos competidores, como las baterías en estado sólido, el litio-sulfuro, el calcio, el aluminio-aire, el sodio, los iones de fluoruro o incluso en yacimientos volcánicos.

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