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Nov 01, 2023

Nuevo conjunto de baterías ligeras para proporcionar alternativas para el transporte eléctrico

La investigación de Cranfield está ayudando a desarrollar una nueva generación de baterías

La investigación de Cranfield está ayudando a desarrollar una nueva generación de tecnologías de baterías necesarias para un futuro de transporte eléctrico sostenible.

El trabajo sobre las baterías de litio-azufre es parte de un nuevo e importante programa de investigación del Reino Unido de 29 millones de libras esterlinas sobre el almacenamiento de energía financiado por la Institución Faraday.

Las baterías de litio-azufre tienen una serie de ventajas potenciales sobre la tecnología existente de baterías de iones de litio. La disponibilidad de baterías de litio-azufre supondrá una opción más ligera para los vehículos: importante para la electrificación de aviones de corta distancia y vehículos ligeros en particular. Las baterías típicas de iones de litio actuales producen alrededor de 250 vatios hora por kg de masa, en comparación con los 400-600 vatios hora esperados por kg de litio-azufre. En esta etapa, los investigadores creen que el litio-azufre también puede ser una tecnología más barata para la industria y los consumidores.

Los elementos constitutivos de las baterías de litio-azufre significan una menor dependencia de los escasos minerales, los tipos de "materiales conflictivos" que a menudo solo pueden obtenerse de países donde existen serias dudas sobre los derechos humanos y las condiciones laborales.

El líder de investigación, el Dr. Daniel Auger, lector de Electrificación, Automatización y Control en el Centro de Ingeniería de Vehículos Avanzados de la Universidad de Cranfield, dijo: "Con el aumento continuo hacia la electrificación, existe la necesidad de una gama de tecnologías de baterías y opciones para el desarrollo. Si bien todavía juegan un papel importante papel, las baterías de iones de litio han comenzado a alcanzar su límite en términos de mejoras de rendimiento.El litio-azufre es una de las alternativas emergentes que está más cerca de estar disponible comercialmente.

"Las baterías de litio-azufre van a tener un valor real, por ejemplo, para aviones, donde la carga de combustible lo es todo; para vehículos ligeros, permitiéndoles tener más capacidad y no caer en la categoría de 7,5 toneladas. Pero también para pasajeros vehículos, la batería más liviana significa que se necesita menos energía para la aceleración y para superar la resistencia a la rodadura. Todo un espectro de industrias va a estar interesada en las cualidades de las nuevas baterías".

El proyecto de investigación LiSTAR, dirigido por el University College London y en el que también participan las universidades de Birmingham, Cambridge, Coventry, Imperial College London, Nottingham, Oxford, Southampton, Surrey, tiene como objetivo maximizar el potencial de la tecnología de litio y azufre, incluidas las cuestiones relacionadas con la energía. densidad y vida útil de las células, explorando el uso de los mejores materiales.

El equipo de Cranfield, dirigido por Daniel Auger, busca desarrollar un sistema sofisticado de administración de baterías: brindar información precisa sobre los niveles de carga e información sobre cómo el funcionamiento del vehículo afecta la vida útil de la batería. El trabajo también implicará ejecutar simulaciones para modelar el comportamiento de la batería en determinados tipos de vehículos.

"Este trabajo es importante porque comprender lo que sucede dentro de una batería de litio-azufre es más difícil que con las de iones de litio", explicó el Dr. Auger. "Solo hay una etapa de procesos electroquímicos en iones de litio, pero cuatro en litio-azufre. La carga también es muy 'plana', lo que significa que hay regiones de la batería donde es muy difícil 'ver' la carga. Tenemos que buscar diferentes tipos de indicadores de lo que está sucediendo".

La fase dos del proyecto LiSTAR comienza en abril de 2023, basándose en la investigación universitaria existente sobre la tecnología, con resultados esperados dentro de dos años.

El programa de la Institución Faraday incluye seis proyectos de investigación de baterías diseñados para generar productos y empresas comerciales: como prolongar la vida útil de las baterías, mejorar la seguridad, así como reciclar y reutilizar; y nuevas tecnologías de baterías como litio-azufre y 'estado sólido' (usando electrodos sólidos y electrolito en lugar de líquido).

La profesora Pam Thomas, directora ejecutiva de la Institución Faraday, comentó: "La Institución Faraday se compromete a identificar e invertir en las iniciativas de investigación de baterías más prometedoras e impactantes. El reenfoque de este proyecto es una parte importante de ese proceso y nos permite dirigir aún más esfuerzos hacia aquellas áreas de investigación que ofrecen el máximo potencial de impacto social, ambiental y comercial".

El ministro de Negocios y Comercio, Nusrat Ghani, dijo: "El crecimiento de la industria de las baterías es vital para posicionar al Reino Unido como la mejor ubicación del mundo para fabricar vehículos eléctricos.

"Esta financiación ayudará a las empresas a ser más innovadoras y productivas, ayudando a crear más empleos calificados y mejor pagados en todo el Reino Unido, protegiendo nuestra economía para el futuro y apoyando nuestra ambición hacia un futuro más limpio y verde".

Lector en Electrificación, Automatización y Control