13.12.2021 - Argonne National Laboratory

Una empresa derivada de Argonne se lanza al mundo de las baterías

Sepion Technologies persigue nuevas e innovadoras tecnologías de baterías de litio y recientemente ha conseguido una financiación de serie A

Para que Estados Unidos se aleje totalmente de los combustibles fósiles y pase a una economía energética más sostenible, las baterías son el ingrediente clave. Tanto para los vehículos eléctricos como para la red eléctrica, las nuevas tecnologías de baterías transformarán la ecuación energética que subyace a nuestra forma de vivir y de movernos.

Como parte de este esfuerzo, el Joint Center for Energy Storage Research (JCESR), un centro de innovación energética situado en el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE.UU., se ha ocupado de la causa de las baterías durante más de 10 años. La investigación en el JCESR ha producido avances que han encontrado su camino en los vehículos eléctricos, así como la creación de varias empresas derivadas.

Una de ellas, Sepion Technologies, se ha creado para hacer realidad la promesa de una innovadora química de baterías. El corazón de la tecnología de Sepion es una membrana de batería, que separa los dos electrodos de una batería. Estas membranas son especialmente útiles para las baterías de litio-metal de alta densidad energética.

Recientemente, Sepion ha conseguido una financiación de serie A, su primera ronda significativa de inversión de capital riesgo externo. Con el capital adicional, Sepion ampliará su plantilla de 10 a 30 personas y abrirá una nueva instalación piloto.

"Cuando formaba parte de JCESR, todos pensábamos en cómo podría ser el futuro de las baterías, y ahora estoy emocionado de formar parte de él haciendo realidad la promesa de la tecnología de laboratorio en la industria", dijo el cofundador de Sepion, Peter Frischmann.

"Siempre hemos tenido como mantra que queremos ser capaces de entender los fenómenos de las baterías eléctricas a nivel atómico y molecular para poder diseñar baterías a medida para una aplicación específica", añadió el director del JCESR, George Crabtree. "Ahora están saliendo empresas del JCESR para cumplir esa misión".

Las membranas tienen una importancia crucial para las baterías porque permiten que los iones que transportan la carga pasen de un lado a otro de la batería. Las membranas permiten el funcionamiento de una gran variedad de baterías, desde las de iones de litio para coches eléctricos hasta las grandes baterías de flujo que pueden utilizarse para almacenar energía en la red.

"Las membranas siempre se han considerado un componente clave para hacer posible la próxima generación de baterías", dijo Frischmann. "Nuestra investigación sobre membranas ha evolucionado a medida que buscábamos descubrir qué baterías tendrían un impacto más transformador".

La trayectoria de Frischmann en la investigación de baterías comenzó como investigador postdoctoral trabajando como miembro del equipo JCESR en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del DOE. Desde el principio, Frischmann buscó la forma de desarrollar nuevas tecnologías de baterías para conseguir el máximo impacto.

Frischmann entró en el programa I-Corps de la Fundación Nacional de la Ciencia, en el que aprendió las habilidades necesarias para convertirse en un empresario de éxito y preparó el camino para Sepion. "El JCESR fue el punto de partida de nuestra tecnología, así como de otras tecnologías de baterías que avanzan hacia el éxito comercial", dijo Frischmann.

"Las start-ups desempeñan un papel especial: tienen una preocupación existencial apremiante desde el principio", añadió Crabtree. "Funcionan de una manera muy diferente a las grandes empresas: siempre están buscando la siguiente oportunidad, lo que significa que tienen que ser más agresivas, creativas y salir al mercado".

En el programa I-Corps, Frischmann se dio cuenta de que su plan de juego inicial -crear membranas para baterías de litio-azufre- era un reto abrumador para una startup. Necesitaba una revisión más exhaustiva de las baterías que habría requerido un compromiso a largo plazo, así como grandes cantidades de capital. "Cuando nos fijamos en las baterías de litio-azufre, teníamos que cambiar todo el sistema de la batería, incluidos los dos electrodos de la misma", explica Frischmann. "Al centrarnos en las baterías de litio-metal en su lugar, podemos mantener los cátodos igual que en las baterías de iones de litio bien validadas, y centrar nuestra atención totalmente en el ánodo". Una batería tiene dos electrodos, un cátodo con carga positiva y un ánodo con carga negativa, entre los que se desplazan los iones de litio.

Las baterías de litio-metal utilizan ánodos formados por metal de litio puro. Ofrecen una mayor cantidad de energía por cada libra que sus parientes de iones de litio, lo que las convierte en una opción atractiva para ampliar la autonomía de aplicaciones como vehículos eléctricos y aviones. Mejorar el rendimiento de las baterías y reducir su coste es imprescindible para acelerar la transición al transporte sostenible", afirma Frischmann.

El principal inconveniente de las baterías de litio-metal reside en su relativa inestabilidad. A medida que la batería se carga y descarga, tienden a formarse largas agujas de litio en la superficie del ánodo y se estiran hacia el cátodo. Si estas agujas unidimensionales, llamadas dendritas de litio, se alargan demasiado, pueden perjudicar el rendimiento de la batería o incluso provocar un cortocircuito.

Frischmann se dio cuenta de que la clave para mejorar el rendimiento, la seguridad y la fiabilidad de las baterías de litio-metal consistía en hacer que los depósitos de litio-metal crecieran de otra manera. Utilizando la membrana nanoporosa que había creado como parte de JCESR cerca de la superficie del ánodo, él y el equipo de Sepion pudieron aplanar las agujas de dendritas que antes se ramificaban. "En lugar de un pico, pudimos crear un panqueque, que es mucho mejor para el rendimiento de la batería", dijo.

Con estas nuevas membranas y su interés por las aplicaciones de movilidad electrificada, Sepion consiguió entrar en Cyclotron Road, una incubadora con sede en Lawrence Berkeley. Cyclotron Road pretende trasladar la investigación de los laboratorios al mercado a través de las empresas emergentes. Este programa intensivo de dos años proporcionó a Frischmann una de las experiencias más formativas de su carrera. Cyclotron Road me enseñó a pensar de forma diferente sobre cómo hablar de la ciencia y cómo pensar en las baterías", dijo.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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