Azufre en las baterías de los coches eléctricos: reduce el peso y aumenta su capacidad de carga y autonomía

El proyecto LISA, dotado de 7,9 millones de euros, apunta durante los próximos 43 meses a mejorar esta tecnología y acercarla al mercado

S. M.
MadridActualizado:

Con el objetivo de desarrollar celdas de batería de litio-azufre seguras y de alta energía con electrolitos híbridos no inflamables de estado sólido híbrido para integrar en el mundo automotriz nació LISA, un proyecto que comenzó oficialmente el 1 de enero y tendrá una duración de 43 meses.

Está financiado por el programa de investigación e innovación Horizon 2020 de la Unión Europea con un importe de 7,9 millones de euros y, coordinado por Leitat, involucra a un total de 13 organizaciones: OXIS Energy, Cranfield University, Varta Micro Battery, CIC Energigune Fundazioa, Argem, Fraunhofer Gesellschaft IWS, Pulsedeon, ACCUREC Recycling, Optimat Limited, Technische Universität Dresden, VDL Habilitación de soluciones de transporte y Renault.

La celda de batería pretende ser validada a 20Ah según los estándares industriales de EUCAR. Además, LISA resolverá cuellos de botella específicos de azufre de litio, como la protección de litio metálico, la tasa de potencia y la densidad de energía volumétrica. También se ha establecido un objetivo para el costo de producción, ya que es el principal criterio de selección para baterías EV.

Las células de litio-azufre tienen tres ventajas principales: solo se ha alcanzado el 10% de la densidad de energía teórica del azufre, las células de litio-azufre son dos veces más ligeras que las células de ion litio y están libres de materias primas críticas.

Los investigadores ya saben que el azufre presenta propiedades químicas tan importantes como su peso, más ligero que el de otros materiales, pero también su capacidad para alcanzar una de las densidades de energía más elevadas, llegando a los 0,6 kWh/kg cuando las «mejores» de iones de litio ofrecen 0,25 kWh/kg.

Las principales ventajas de las células que combinan litio y azufre son su densidad de energía teórica de 2,6 kWh/kg, abunda en el medio y es un material económico. Pero el azufre también tiene una desventaja muy importante: debido a su baja masa celular, se disuelve en el electrolito con una rapidez que supera lo deseable.

Por lo tanto, mejorar las baterías de litio-azufre podría ser un factor clave para la adopción a gran escala de vehículos electrificados ya que la baja masa del material permite disminuir el peso total de una batería de un eléctrico actual hasta quedar en una cifra más real de, aproximadamente, unos 200 kilogramos.

«LISA es la continuación del proyecto ALISE, que también coordina Leitat. Hemos llegado a una celda de 310 Wh / Kg y pretendemos ir mucho más lejos con LISA», destaca Luis Santos, coordinador técnico del proyecto e investigador principal de Leitat.

Hasta mediados de 2023, los participantes en el proyecto LISA podrán evaluar la viabilidad de la tecnología teniendo en consideración los estudios de la Universidad de Waterloo, Canadá, que ha logrado un avance tan importante en la producción de células de sulfuro de litio demostrando una capacidad de unos 2.000 ciclos de carga, lo que supone triplicar los niveles de carga de la generación actual de baterías, que tienen una vida útil de entre 500 y 1000 ciclos.