18/01/2024 - Primera batería de litio sin cobalto para el sector automovilístico

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España ha logrado desarrollar su primera batería de iones de litio sin cobalto de gran formato para vehículos eléctricos. El prototipo de batería, desarrollado por elInstituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) junto con CIDETEC Energy Storage (España) y otros diecisiete socios europeos, es la culminación de la investigación llevada a cabo en el marco del proyecto COBRA, financiado con fondos europeos.

Eliminar el cobalto

El principal logro del prototipo radica en haber eliminado el cobalto del proceso de fabricación. El cobalto es una materia prima fundamental de las baterías de iones de litio para vehículos eléctricos. Sin embargo, este compuesto es muy tóxico, perjudicial para el medio ambiente y caro. Además, las interrupciones de la cadena de suministro y diversos factores geopolíticos hacen que su precio sea muy volátil. La extracción de cobalto también ha suscitado preocupaciones éticas debido a los abusos contra los derechos humanos y las condiciones de trabajo inseguras que entraña, sobre todo en la República Democrática del Congo, que encabeza la lista de los países productores de cobalto del mundo, con más del 70 % de la producción mundial.

«El cobalto hace funcionar las baterías con mayor durabilidad y ciclos de carga más rápidos», afirma Jordi Jacas, investigador senior del IREC, entidad coordinadora del proyecto COBRA, en una nota de prensa. Jacas afirma que sustituir este «metal caro y tóxico dependiente de los países africanos» supone un reto «muy grande». El trabajo efectuado en el marco de COBRA para crear un cátodo sin cobalto está preparando el camino para obtener en el futuro unas baterías «totalmente competitivas en el mercado».

De acuerdo con la escala de nivel de preparación tecnológica (TRL), el prototipo de batería —ahora en fase precomercial— se encuentra en el nivel 5 y 6. En este sentido, ya se han validado las tecnologías TRL 5, mientras que las TRL 6 se han demostrado en un entorno industrial pertinente. El TRL 9 se alcanza cuando la tecnología se ha probado en un entorno operativo.

Tal como manifestó Iratxe de Meatza, jefa de equipo de CIDETEC Energy Storage, en la nota de prensa de COBRA, el logro del proyecto ha facilitado la transición de los materiales de cátodo sin cobalto «del laboratorio a células de tamaño semiindustrial». Esta transición permite analizar el rendimiento «en condiciones más reales», con el objetivo de mejorar «la potencia de carga y la ciclabilidad» del prototipo.

Mayor sostenibilidad, seguridad y eficiencia

La investigación efectuada para optimizar cada uno de los elementos de la batería conllevó el descubrimiento de nuevas formulaciones de electrodos empleando «silicio reciclado de paneles fotovoltaicos». De este modo, la tecnología del prototipo se ajusta a los niveles exigidos por Europa en materia de reciclaje y sostenibilidad. Según el coordinador del proyecto en el IREC, el equipo ya está consiguiendo una tasa de reciclaje «de entre el 90 y el 95 % de los elementos que componen la celda de batería».

Al mismo tiempo, los socios también están aumentando los niveles de seguridad de toda la cadena de valor mediante la mejora de los elementos, las celdas electroquímicas, los sistemas de control con sensores y el ensamblaje final del conjunto de baterías. Además, se está integrando un nuevo sistema de control con comunicación inalámbrica, sensores avanzados y algoritmos sofisticados a fin de mejorar la seguridad y eficiencia de la batería.

Se prevé que el prototipo de batería del proyecto COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications) llegue al mercado a medio plazo.

Más información:

Proyecto COBRA

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