CIDETEC Energy Storage impulsa el futuro de las baterías litio-azufre para una movilidad más segura y sostenible en Europa a través del proyecto TALISSMAN

Por Dra. Ainhoa Fernández, Unidad de Materiales para Energía

Bajo la coordinación de CIDETEC Energy Storage, arranca el proyecto europeo TALISSMAN (Technologies for Advanced Lithium-Sulfur batteries toward Safe and Sustainable Mobility Applications), una ambiciosa iniciativa que busca desarrollar baterías de litio-azufre (Li–S) de nueva generación, capaces de ofrecer mayor densidad energética, menor coste, mayor seguridad y una huella ambiental significativamente reducida, con una financiación de 4,9 millones de euros.

Las baterías de litio-azufre representan una alternativa prometedora a las actuales tecnologías de ion-litio gracias a su potencial para alcanzar densidades energéticas de hasta 400-600 Wh/kg, reducir el uso de materiales críticos como el cobalto, así como los costes de fabricación. Sin embargo, su viabilidad comercial ha estado limitada por diversos retos técnicos, como la baja vida útil, la inestabilidad de los materiales activos, los problemas de seguridad y las barreras de fabricación a gran escala.

El proyecto TALISSMAN se centra en el diseño, validación y escalado de dos nuevos conceptos de baterías de Generación 5: una configuración cuasi-sólida (Gen2027), basada en formulaciones tipo gel, y otra completamente sólida (Gen2030), que incluye electrolitos sólidos basados en sulfuros, siendo el objetivo de ambas configuraciones la mejora en la estabilidad térmica y reducción de la inflamabilidad del electrolito. Ambas variantes están orientadas a aplicaciones de alta exigencia energética como el transporte pesado, la aviación eléctrica y la automoción del futuro. Asimismo, este proyecto explorará el uso de ánodos de litio estructurados en 3D y soportados sobre redes conductoras carbonosas, lo que mejorará a priori la distribución del litio, la estabilidad mecánica, y permitirá reducir el riesgo de formación de dendritas. Con ello, TALISSMAN se enfoca en el desarrollo de baterías de litio-azufre de altas prestaciones, con el objetivo de alcanzar densidades energéticas de hasta 550 Wh/kg y una vida útil de 700 ciclos completos, todo ello reduciendo costes por debajo de 75 €/kWh para 2030. TALISSMAN tiene el potencial de consolidar a Europa como referente en tecnologías de almacenamiento energético de vanguardia, abriendo la puerta a su industrialización a gran escala gracias a su compatibilidad con las líneas de producción existentes de ion-litio.

Contribución de CIDETEC Energy Storage: innovación en materiales y diseño de celdas:

• Desarrollo de electrolitos tipo gel: Formulaciones cuasi-sólidas con alta conductividad iónica y baja inflamabilidad, orientadas a mejorar la seguridad y estabilidad térmica del sistema.

• Diseño de cátodos de azufre basados en polímeros: Estos permiten mejorar la retención de azufre activo y mitigar el efecto shuttle de polisulfuros, uno de los grandes retos de la tecnología Li–S.

• Modelado multiescala de electrodos y celdas: Herramientas predictivas para acelerar la validación de materiales, el escalado y la optimización de celdas.

• Fabricación y validación de prototipos en formato multicapa a escala piloto, incluyendo ensayos electroquímicos avanzados en condiciones relevantes para su futura aplicación industrial.

Además, CIDETEC participará activamente en la evaluación de la sostenibilidad ambiental de los prototipos desarrollados a lo largo del proyecto, así como en su análisis tecnoeconómico y la elaboración de directrices de ecodiseño. Todo ello con el fin de recudir costes de producción e integrar recursos eficientes y sostenibles durante todo el proceso de desarrollo de las celdas.

Junto a CIDETEC Energy Storage, el consorcio TALISSMAN integra a AIRBUS Operations S.L., que aportará especificaciones y validación para aplicaciones aeronáuticas; ARKEMA France SA, con experiencia en materiales poliméricos y funcionales; Fraunhofer Gesellschaft y Justus-Liebig-Universität Giessen, que contribuirán con capacidades avanzadas en caracterización y ciencia de materiales; Politecnico di Torino, encargado de realizar el análisis de sostenibilidad; SAFT, como referente industrial en producción de baterías; TECNALIA, que desarrollará materiales para ánodos; y Sustainable Innovations Europe, responsable de las actividades de comunicación, explotación y diseminación del proyecto.