Una segunda vida para las pilas
13 indicadores caracterizan el proceso de envejecimiento
Las pilas de iones de litio desechadas de los coches eléctricos podrían reutilizarse como unidades estacionarias de almacenamiento de energía. Investigadores de la Universidad Técnica de Graz han establecido los primeros indicadores para una evaluación fiable de su estado.
En 2030, alrededor de 1,2 millones de baterías de iones de litio de coches eléctricos, autobuses y maquinaria de construcción se darán de baja en todo el mundo porque llegarán al final de su vida útil prevista, expirará su garantía o se desguazarán los vehículos enteros. Se prevé que en 2040 se desecharán unos 14 millones de baterías. Reciclar los materiales tiene sentido, pero es caro y técnicamente exigente. Por eso sería mejor y más sostenible reutilizar las baterías, por ejemplo como unidades estacionarias de almacenamiento de electricidad. Pero esto requiere una evaluación sólida de su capacidad de rendimiento y seguridad restantes. Investigadores del Instituto de Seguridad de Vehículos de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) han establecido los primeros parámetros que pueden utilizarse para evaluar de forma fiable el estado de las baterías desechadas.
13 indicadores caracterizan el proceso de envejecimiento
Hasta ahora, la reducción de la capacidad de carga y el aumento de la resistencia interna han servido como indicadores del estado de una batería usada. Sin embargo, esto no es suficiente para tomar una decisión sobre un posible uso de segunda vida. Por este motivo, los investigadores analizaron en el laboratorio pilas de iones de litio que se habían utilizado en vehículos en condiciones reales y otras nuevas idénticas. Durante repetidos ciclos de carga y descarga, registraron 31 parámetros diferentes y comprobaron hasta qué punto representaban el estado de envejecimiento de las baterías. 13 de estos indicadores resultaron ser significativos: por ejemplo, la capacidad de carga y descarga, la diferencia de temperatura entre los polos durante el proceso de carga y el comportamiento de relajación de la célula de la batería tras el proceso de carga.
"Utilizando estos indicadores, podemos sacar conclusiones sobre el estado de envejecimiento de las baterías de iones de litio y extraer conclusiones iniciales sobre diferentes perfiles de uso sin tener que basarnos en datos sensibles en términos de protección de datos como el historial de uso de las baterías", afirma Jörg Moser, director del Centro de Seguridad de Baterías de Graz en el Instituto de Seguridad de Vehículos de TU Graz. "Sobre esta base, podemos decidir si una batería es, en principio, apta para seguir utilizándose en un ámbito de aplicación concreto".
Evaluación de la seguridad como siguiente paso
Sin embargo, aún es necesario evaluar el estado de seguridad de las baterías para garantizar una reutilización de bajo riesgo. A lo largo de su primera vida útil, se producen cambios químicos en los materiales que pueden afectar a su uso seguro. "Es crucial comprender en detalle las celdas de las baterías y los procesos, reacciones y cambios que tienen lugar en ellas para poder determinar su comportamiento seguro", afirma Christian Ellersdorfer. Dirige el proyecto COMET SafeLIB en el Instituto de Seguridad de los Vehículos, en el que un consorcio de instituciones de investigación y empresas de automoción y tecnología trabaja en la evaluación de la seguridad de las baterías de iones de litio nuevas y usadas. Los primeros resultados se esperan para finales de año.
Es probable que pasen varios años antes de que las baterías se reutilicen de forma generalizada en aplicaciones posteriores, haciendo que la electromovilidad sea aún más sostenible a lo largo de todo su ciclo de vida. Después de todo, también hay que tener en cuenta los nuevos materiales de almacenamiento, la seguridad de las distintas tecnologías de baterías, la viabilidad económica de las aplicaciones de segunda vida y las cuestiones legales relacionadas con la protección de datos, las garantías y la responsabilidad. "El resultado es un campo de investigación interdisciplinar en el que queremos trabajar en la TU Graz junto con socios nacionales e internacionales en futuros proyectos de investigación", afirma Christian Ellersdorfer.
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