Después de tres años de investigación, el proyecto NanoBat concluye este mes de marzo con soluciones revolucionarias para la producción de baterías. Ha desarrollado un conjunto de herramientas nanotecnológicas para la comprobación de la calidad de las baterías de litio, con especial atención a la estructura a nanoescala de la capa SEI (solid electrolyte interphase), una capa aislada eléctricamente que impide la descomposición del electrolito y es responsable del rendimiento y la seguridad de las baterías. El proyecto ha contado con un presupuesto de 5 millones de euros procedentes de fondos de Horizonte 2020 de la Unión Europea.
El consorcio del proyecto NanoBat (Mediciones eléctricas y dieléctricas a nanoescala de GHz de la interfase sólido-electrolito y aplicaciones en la línea de fabricación de baterías) está formado por 13 socios académicos e industriales. Coordinado por Keysight Technologies GmbH (Austria), los socios del proyecto son de Austria, Italia, Alemania, Suiza, Grecia, Polonia y España. Los socios españoles son el Instituto Imdea Energía y la Universidad de Burgos. La reunión final tuvo lugar en Viena a principios de este mes.
La producción de baterías, una de las industrias clave del futuro
El almacenamiento sostenible de energía eléctrica es uno de los principales desafíos de este siglo, y la producción de baterías es una de las industrias clave del futuro. Alrededor de un tercio de los costes de producción está relacionado con la fase de formación del electrodo SEI (interfase de electrolito sólido). Para crear una cadena de valor de fabricación competitiva para celdas de batería sostenibles en Europa, los métodos confiables para medir la calidad y el rendimiento de las baterías son de vital importancia.
Con el objetivo de superar las técnicas de prueba de calidad no destructivas actualmente disponibles, NanoBat ha desarrollado una caja de herramientas de nanotecnología de RF para probar baterías de iones de litio y más allá del litio. Con un enfoque particular en la estructura a nanoescala de la capa SEI, esta caja de herramientas contiene nuevos métodos de GHz de alta frecuencia para probar y cuantificar los procesos eléctricos en la SEI que son responsables del rendimiento y la seguridad de la batería, pero que son difíciles de caracterizar y optimizar.
Las soluciones de nanotecnología recientemente desarrolladas para la producción optimizada de baterías y las pruebas a nanoescala aumentan la competitividad del sector de las baterías de movilidad eléctrica en Europa.
Principales resultados del proyecto NanoBat
Los resultados de NanoBat influirán en varios proyectos futuros. Con el desarrollo del hardware EIS (espectroscopia de impedancia electroquímica), ahora patentado por Keysight, se podrán comercializar nuevos productos, al igual que sucede con el modelado de software QWED para su integración en QuickWave y el recién creado escáner QWED GHz.
Otros avances en el marco del proyecto NanoBat proporcionan la base para futuros desarrollos. Estas soluciones son la estación de medida de alto rendimiento, desarrollada conjuntamente por Keysight y Kreisel, la prueba de ciclo electroquímico rápido implementada en Imdea, la nueva analítica de datos de puerta de calidad virtual preparada en la Technische Universität Braunschweig, y las nuevas técnicas de sonda de barrido diseñadas por la Ruhr-Universität Bochum y la Universidad de Burgos.
Además, Pleione Energy ha establecido una línea piloto de baterías para celdas de bolsa y supercondensadores a disposición de la comunidad de baterías en general. Más concretamente, Pleione Energy ha establecido una línea piloto de extremo a extremo para el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica (baterías, supercondensadores, etc.), donde todos los parámetros críticos de fabricación se controlan y optimizan cuidadosamente.
Los métodos de producción ecológica podrán ampliarse con el tiempo mediante la participación de agentes mundiales de la industria automovilística y extenderse a otros mercados, como las baterías especiales para satélites, los edificios ecológicos, los materiales GHz o el software de modelización.
Los resultados del proyecto NanoBat también fomentarán la competitividad industrial y la capacidad de innovación de la UE, y tendrán un impacto positivo en la economía circular y la huella medioambiental de la producción de baterías, ya que unos métodos de ensayo más precisos se traducen en una disminución del uso de energía y materias primas y de los residuos.
Entorno de innovación abierta de NanoBat
El entorno de innovación abierta de NanoBat se esfuerza por lograr un intercambio activo con las comunidades de baterías y nanotecnología. El consorcio comparte los principales resultados del proyecto, los procedimientos operativos estándar (SOP), las herramientas de software y los conjuntos de datos de ejemplo con la comunidad científica y el público.
NanoBat ha producido 16 publicaciones en el transcurso del proyecto y se planean más después de su finalización. Antes de que se acabe el proyecto oficialmente el 31 de marzo, se llevará a cabo el quinto y último taller público online de NanoBat, bajo el título ‘Métodos de prueba eléctricos avanzados para la clasificación de celdas de batería’, que tendrá lugar el 28 de marzo de 2023 de 15:00 a 17:10 horas CET.
Con las nuevas tecnologías desarrolladas, NanoBat ayudará a reducir la huella ambiental de la producción de baterías, respaldará la evolución de la transición hacia la energía limpia y aumentará la competitividad del sector de las baterías de movilidad eléctrica en Europa. Los fabricantes y pymes europeas estarán en condiciones de crear una cadena de valor competitiva para la fabricación de celdas de batería sostenibles.