Energetica 223. Enero febrero 2023

Apuesta por un futuro sólido La palabra órdago, procedente del euskera hor dago , significa “ahí está”, y es una jugada del mus en la que se apuesta todo a una mano para ganar la partida. En el mundo de los sistemas de almacenamiento de energía, especialmente en electromovilidad, la comunidad científica ha lanzado un órdago hacia las denominadas baterías de estado sólido ( Solid-State Batteries, SSB ) para responder a todos los grandes retos del mercado: baterías más pequeñas, más seguras y de gran capacidad de almacenamiento. Sin olvidar su reciclaje. CIDETEC ENERGY STORAGE L as mejoras en densidad de energía conducirán a una mayor autonomía del vehículo (un viaje Donostia-Sevi- lla sin necesidad de recargar), haciendo uso de materias primas menos controvertidas (recursos críticos y poco abundantes). En resumen, baterías más seguras y sostenibles. Desde el momento en el que aparecieron los primeros vehículos eléctricos (hace más de un siglo), las baterías han dado un salto tecnológico excepcional. Hoy en día, las ba- terías de iones de litio (Li-ion) son de las más eficaces del mercado. Su desarrollo constan- te y las grandes inversiones de gobiernos y empresas ha permitido avances importan- tes, como alcanzar los 250-300 Wh/kg. Pero el mercado necesita más. Actualmente, la mayoría de las baterías Li- ion contienen un electrolito líquido que es muy eficiente pero inflamable. Los dos elec- trodos están formados por materiales que permiten albergar en su estructura de forma reversible iones de litio (generalmente grafito enel ánodoyunóxidodemetales encátodos). Mirando hacia otros materiales, el litio metal presenta una capacidad para almacenar litio x10 mayor que el grafito, y combinados con cátodos de alto voltaje y un electrolito sólido, pueden alcanzar altas densidades energéti- cas. Si esta combinación única de materiales tiene éxito, las reglas del juego cambiarán, po- niendo en el punto de mira a las SSB. En CIDETEC Energy Storage, nos focaliza- mos en tres líneas principales para SSB: ba- terías de iones de litio ( Li-ion SSB ), baterías de litio metal ( Li-metal SSB ), y baterías “sin ánodo” ( Anode-free SSB ). Dentro de los electrolitos sólidos, existen varios enfoques tecnológicos, siendo los sis- temas de óxidos, sulfuros o poliméricos los más populares. Los sistemas de óxido son estables y seguros, pero la alta resistencia interfacial o su fragilidad frente a las altas presiones, frenan su comercialización. Los sulfuros tienen muy buena conductividad iónica y su baja temperatura de procesado los hacen muy atractivos, pero son difíciles de producir y pueden generar subproductos tóxicos (H₂S). Los electrolitos poliméricos son mucho más fáciles de fabricar y están ganando, demomento, la carrera de salida al mercado. Aunque haya ejemplos ya comer- ciales (como la omnipresente francesa Blue Solutions o la taiwanesa ProLogium ), aún hay aspectos a mejorar, como la temperatura de funcionamiento (aún alta) y la mejora en densidades de energía y potencia. Desde 2016, CIDETEC Energy Storage tiene una firme apuesta por la tecnología SSB, y creemos que hace falta una visión holística para alcanzar todas las metas, una escalera de color. Traducido en una batería, eso sig- nifica optimizar al máximo cada material y componente (ánodo, electrolito y cátodo), así como la configuración y procesabilidad de la celda. Concretamente, nuestra estrategia se centra en el desarrollo simultáneo y sinérgico de electrolitos sólidos duraderos y seguros (híbridos y semi-sólidos), electrodos de alta capacidad energética y diseñados de mane- ra exclusiva para SSB (y permitiendo utilizar materiales activos que son muy energéticos pero problemáticos); así como el potencial de escalabilidad (real) de cada uno de los componentes, seleccionando aquellos que no solo tienen un alto rendimiento, sino que sean económicamente viables, fáciles de pro- cesar (funcionales), y que tengan un impacto medioambiental bajo, pensando siempre en segunda vida y posterior reciclado. Más de 15 proyectos I+D en este ámbito nos avalan, y nos han permitido desarrollar di- versas tecnologías y conseguir logros como densidades de energía de +350 Wh/kg y +1.000 Wh/L, ciclados de más de 4.000 ciclos, estabilidades térmicas hasta 200 °C, carga al SOC80% en 15 minutos ( SOC: State-of-char- ge ) o el escalado de nuestra tecnología más puntera a celdas pouch de 15 Ah. Poniendo de un lado las grandes expectati- vas y siendo objetivos, la tecnología de elec- trolito sólido no será una realidad de largo alcance antes de 2030. Pero desde CIDETEC Energy Storage apostamos por reducir esos plazos con trabajo, inversión e innovación ◉ Desde 2016, CIDETEC Energy Storage tiene una firme apuesta por la tecnología SSB, y creemos que hace falta una visión holística para alcanzar todas las metas almacenamiento energético 94 ENERGÉTICA XXI · 223 · ENE/FEB 23