El proyecto MARS-EV (Materiales para baterías de alta resistencia al envejecimiento para el vehículo eléctrico) ha celebrado su reunión final de cierre en CIDETEC con un seminario interno los días 28 y 29 de septiembre de 2017.
MARS-EV ha sido un proyecto colaborativo de cuatro años en el marco de la iniciativa europea Green Cars –antecesora de la actual Green Vehicles-. Bajo la coordinación de CIDETEC, un total de dieciséis socios industriales y tecnológicos europeos han trabajado de manera coordinada para desarrollar una serie de tecnologías que mejoren la durabilidad y densidad de energía de las baterías de ion litio.
Para que el vehículo eléctrico resulte atractivo para el usuario es necesario ofrecer una autonomía suficientemente amplia, además de una cierta capacidad de recarga rápida. Para ello es necesario desarrollar tecnologías –no sólo de materiales- que mejoren la densidad de energía y la aceptación de carga a elevadas intensidades. En este sentido, una adecuada durabilidad de las baterías es clave sobre todo ante la expectativa de un cierto número de cargas rápidas durante su vida útil.
MARS-EV ha actuado sobre esos objetivos a varios niveles. Se han desarrollado materiales de electrodo de alta densidad de energía y nuevos electrolitos con un ciclo de vida mejorado, síntesis y escalado sostenible y prototipado hasta nivel de celda para validación de resultados. Además, se ha realizado una modelización de los procesos de envejecimiento a nivel de electrodo, celda y sistema. Como resultado, el proyecto ha cumplido con todos sus objetivos y se han generado diversos resultados de interés científico y aplicación industrial directa.
Entre los materiales desarrollados cabe destacar óxidos catódicos de Ni, Mn y Co (NCM) con alto contenido en níquel y fosfatos de cobalto, en ambos casos con un recubrimiento protector a nivel de partícula. Por lo que se refiere al ánodo, se ha trabajado en materiales de alta capacidad basados en nanotubos de carbono modificados con silicio nanométrico. La síntesis de estos materiales se ha escalado a planta piloto y se ha depositado una patente, con tres más en estudio a fecha de finalización oficial del proyecto.
Con los materiales más prometedores se han fabricado electrodos mediante técnicas basadas en suspensiones acuosas, y por tanto medioambientalmente compatibles, y se han realizado diversos prototipos que han demostrado durabilidades de hasta 4000 ciclos de descarga en condiciones aceleradas –descargas profundas entre 0 y 100% de la capacidad nominal-.
Dado que los ensayos de ciclado de celdas de alta durabilidad son largos y el alcance temporal del proyecto limitado, los socios implicados han acordado continuar con dichos ensayos tras el cierre formal de MARS-EV con cargo a recursos propios.
Otros resultados que pueden tener su continuidad en el futuro próximo son el desarrollo de modelos avanzados de envejecimiento eléctrico y térmico para estimar la vida útil de las baterías desarrolladas, así como las estrategias de reciclado y reutilización de los materiales –economía circular-.
En conclusión, la cooperación científica y tecnológica en el marco del consorcio MARS-EV ha posibilitado cubrir toda la cadena de valor desde el diseño, síntesis y procesado de materiales hasta la investigación tecnológica y técnicas de fabricación de celda. Como resultado inmediato se han publicado más de veinte artículos científicos en revistas de alto impacto, con una patente depositada y tres más en estudio, lo que demuestra el compromiso de los socios industriales de MARS-EV y las posibilidades de explotación que se abren como consecuencia de este proyecto.
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