Doktorearen izenean: Ainhoa Fernández, Energiarako Materialen Unitatea
CIDETEC Energy Storage-ren koordinaziopean, TALISSMAN (Technologies for Advanced Lithium-Sulfur batteries toward Safe and Sustainable Mobility Applications) proiektu europarra abiatu zen, asmo handiko ekimena, belaunaldi berriko litio-sufrezko bateriak (Li – S) garatzea helburu duena, dentsitate energetiko handiagoa, kostu txikiagoa, segurtasun handiagoa eta ingurumen-aztarna nabarmen txikia eskaintzeko gai direnak, 4,9 milioi euroko finantzaketarekin.
Litio-sufrezko bateriak etorkizun handiko alternatiba dira egungo ion-litio teknologiekiko, 400-600 Wh/kg arteko energia-dentsitateak lortzeko duten potentzialari esker, bai eta material kritikoen erabilera (kobaltoa, adibidez) eta fabrikazio-kostuak murrizteko duten potentzialari esker ere. Hala ere, bere bideragarritasun komertziala hainbat erronka teknikok mugatu dute, hala nola bizitza erabilgarri baxuak, material aktiboen ezegonkortasunak, segurtasun-arazoek eta eskala handiko fabrikazio-oztopoek.
TALISSMAN proiektuak 5. Belaunaldiko baterien bi kontzeptu berri diseinatu, baliozkotu eta eskalatzen ditu: konfigurazio ia solido bat (Gen2027), gel motako formulazioetan oinarritua, eta beste guztiz solido bat (Gen2030), sulfuroetan oinarritutako elektrolito solidoak dituena. Bi konfigurazioen helburua da egonkortasun termikoa hobetzea eta elektrolitoaren sukoitasuna murriztea. Bi aldaera horiek energia-eskakizun handiko aplikazioetara bideratuta daude, hala nola garraio astunera, abiazio elektrikora eta etorkizuneko automobilgintzara. Era berean, proiektu honek 3Dn egituratutako eta sare eroale karbonosoetan oinarritutako litiozko anodoen erabilera aztertuko du. Horrek a priori litioaren banaketa eta egonkortasun mekanikoa hobetuko ditu, eta dendritak sortzeko arriskua murriztea ahalbidetuko du. Horrekin, TALISSMANek prestazio handiko litio-sufrezko bateriak garatzea du helburu, 550 Wh/kg arteko dentsitate energetikoak eta 700 ziklo osoko bizitza erabilgarria lortzeko, hori guztia 2030erako 75 €/ kWh-tik beherako kostuak murriztuz. TALISSMANek energia biltegiratzeko abangoardiako teknologietan Europa erreferente gisa finkatzeko ahalmena du, eta eskala handiko industrializazioari ateak irekitzen dizkio, ion-litioko ekoizpen-lerroekin duen bateragarritasunari esker.
CIDETEC Energy Storage-ren ekarpena: berrikuntza materialetan eta zelden diseinua:
- Gel-motako elektrolitoen garapena: konduktibitate ioniko handiko eta sukoitasun txikiko formulazio ia solidoak, sistemaren segurtasuna eta egonkortasun termikoa hobetzera bideratuak.
- Polimeroetan oinarritutako sufrezko katodoen diseinua: Hauek sufre aktiboaren atxikipena hobetzea eta polisulfuroen shuttle efektua arintzea ahalbidetzen dute, Li – S teknologiaren erronka handienetako bat.
- Elektrodoen eta gelaxken eskala anitzeko modelatzea: materialen baliozkotzea, eskalatzea eta gelaxken optimizazioa bizkortzeko tresna prediktiboak.
- Geruza anitzeko prototipoak fabrikatzea eta baliozkotzea eskala pilotuan, saiakuntza elektrokimiko aurreratuak barne, etorkizunean industrian aplikatzeko baldintza garrantzitsuetan.
Gainera, CIDETECek aktiboki parte hartuko du proiektuan zehar garatutako prototipoen ingurumen-iraunkortasunaren ebaluazioan, bai eta prototipoen analisi teknoekonomikoan eta ekodiseinuko gidalerroak egitean ere. Hori guztia produkzio-kostuak berreskuratzeko eta gelaxkak garatzeko prozesu osoan baliabide eraginkor eta iraunkorrak integratzeko.
CIDETEC Energy Storage-rekin batera, TALISSMAN partzuergoak AIRBUS Operations S.L. biltzen du, eta aplikazio aeronautikoetarako espezifikazioak eta baliozkotzea ekarriko ditu; ARKEMA France SA, material polimeriko eta funtzionaletan esperientzia duena; Fraunhofer Gesellschaft eta Justus-Liebig-Universität Giessen, materialen karakterizazioan eta zientzian gaitasun aurreratuekin lagunduko dutenak; Politecnico di Torino, iraunkortasunaren analisia egiteaz arduratzen dena; SAFT, baterien produkzioan industria-erreferente gisa; TECNALIA, anoetarako materialak garatuko dituena; eta Sustainable Innovations Europe, proiektuaren komunikazio-, ustiapen- eta barreiatze-jardueren arduraduna.