Una mirada al corazón de la batería
Gracias a la tecnología de medición de PTB, los procesos químicos en las baterías pueden observarse de forma no destructiva
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Las baterías de alto rendimiento son la clave de la movilidad eléctrica y la transición energética. En el futuro, deberán contener menos materias primas escasas y nocivas, producirse de forma más respetuosa con el medio ambiente y ser más fáciles de reciclar. La demanda es enorme y una tecnología de medición innovadora puede acelerar considerablemente su desarrollo. Aquí es donde entra en juego el nuevo proyecto de investigación europeo HyMetBat (Metrología híbrida para materiales de baterías sostenibles y con baja huella de carbono). El objetivo es apoyar la transición de las baterías de iones de litio a tecnologías más eficientes desde el punto de vista de los recursos, como las baterías de iones de sodio.
"Queremos proporcionar a los fabricantes herramientas para analizar con precisión y mejorar específicamente los materiales de las baterías", explica Burkhard Beckhoff, del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), que dirige el consorcio internacional con casi 30 socios. El objetivo son nuevos métodos y normas de medición que permitan conocer mejor que hasta ahora la química y el funcionamiento de las pilas. De este modo, se podrán caracterizar con precisión los materiales de las nuevas tecnologías de baterías, desde el desarrollo de nuevos electrodos sostenibles hasta la optimización de los procesos de reciclado.
Participan institutos nacionales de metrología, universidades y socios industriales. "El alto nivel de participación demuestra el gran interés que despiertan las baterías duraderas, de alto rendimiento y rentables, sobre todo para la seguridad energética, la soberanía tecnológica y la competitividad", subraya Beckhoff.
PTB aporta una tecnología clave para ello: el análisis por fluorescencia de rayos X. Proporciona información de alta resolución sobre los elementos químicos y sus enlaces, mientras una batería está en funcionamiento. La carga, la descarga y todos los procesos químicos implicados pueden observarse de forma precisa y no destructiva. Este tipo de información en tiempo real sólo era posible hasta ahora de forma limitada y es de gran valor para el desarrollo de materiales específicos.
En el proyecto, el análisis por fluorescencia de rayos X se combina con otras potentes técnicas de análisis. De este modo, se obtiene una imagen completa de las propiedades químicas, eléctricas, estructurales y térmicas de los materiales de las pilas y, por tanto, una comprensión profunda de su compleja interacción, que determina la capacidad, eficiencia, densidad energética y vida útil de una pila. Los métodos analíticos y los resultados obtenidos deberían pasar del laboratorio a la producción industrial y el reciclado, para conseguir nuevas tecnologías de pilas más sostenibles, con mayor rendimiento y vida útil.
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