Arranca el proyecto LISA: Europa investiga el uso de azufre en las baterías para eléctricos

El consorcio europeo investiga el uso de azufre en las baterías de litio aumentando la capacidad y potencia, y disminuyendo el peso

Hace unos días te contábamos que el proyecto europeo LISA tenía fecha de entrada en funcionamiento ayer 1 de enero de 2019, un consorcio en el que trabajarán empresas de la talla de Oxis Energy, Renault, Varta y los institutos politécnicos alemanes de Fraunhofer y Dresde, codo con codo para desarrollar celdas de sulfuro litio, de alta densidad energética y con un coste bajo.

La experiencia de investigación tiene fecha de caducidad, tres años y medio, y está financiada por la Unión Europea con un importe de 7,9 millones de euros. Los investigadores ya saben que el azufre presenta propiedades químicas tan importantes como su peso, más ligero que el de otros materiales, pero también su capacidad para alcanzar una de las densidades de energía más elevadas, llegando a los 0,6 kWh/kg cuando las "mejores" de iones de litio ofrecen 0,25 kWh/kg.

Las principales ventajas de las células que combinan litio y azufre son su densidad de energía teórica de 2,6 kWh/kg, abunda en el medio y es un material económico. Pero el azufre también tiene una desventaja muy importante: debido a su baja masa celular, se disuelve en el electrolito con una rapidez que supera lo deseable.

El éxito de esta tecnología podría borrar del mapa los desarrollos futuros de la pila de combustible alimentada con hidrógeno

Es decir, cada celda puede acumular una gran carga por unidad de masa pero al transferir carga, se degrada irreversiblemente alcanzando el mencionado límite de 0,6 kWh/kg. Para los implicados, a pesar de la degradación, todavía sigue siendo superior a la densidad que proporciona el litio, y a pesar de que Oxis Energy apunta que sus estudios garantizan una densidad de energía de 0,425 kWh/kg pero desconociendo los ciclos de carga y descarga que sería capaz de soportar el material.

Dejando a un lado este factor importante, la baja masa del material permite disminuir el peso total de una batería de un eléctrico actual hasta quedar en una cifra más real de, aproximadamente, unos 200 kilogramos. Mirando a modelos como el Toyota Mirai propulsado con una pila de hidrógeno, cuyos tanques de almacenamiento pesan cada uno cerca de 90 kilogramos por la calidad del refuerzo, el líder del estudio sentencia al modelo japonés.

Hasta mediados de 2023, los participantes en el proyecto LISA podrán evaluar la viabilidad de la tecnología teniendo en consideración los estudios de la Universidad de Waterloo, Canadá, que ha logrado un avance tan importante en la producción de células de sulfuro de litio demostrando una capacidad de unos 2.000 ciclos de carga, lo que supone triplicar los niveles de carga de la generación actual de baterías, que tienen una vida útil de entre 500 y 1000 ciclos.

La solución de los investigadores canadienses ha necesitado una docena de años para dar con la tecla, explicando que el problema de la degradación de las células Li-S se basa en un baño especial de óxido de titanio y la adhesión de nanoplacas revestidas con una capa de átomos de dióxido de manganeso del cátodo de azufre, una cubierta que bloquea los átomos de azufre y evitando que el cátodo se disuelva en el electrolito.

Fuente: elektrowoz.pl