Financiado por el gobierno alemán con casi 1,8 millones de euros, el proyecto de investigación SoLiS arrancó el pasado mes de julio con el objetivo de llevar a la industria una tecnología de baterías muy prometedora. Se trata de trasferir los prototipos de laboratorio de baterías de estado sólido con cátodos de litio-azufre en formato de celdas tipo bolsa multicapa la a la realidad industrial, con el objetivo de orientarlas hacia aplicaciones reales.

La tecnología de las baterías de Li-S es una de las más prometedoras en la actualidad por sus ventajas técnicas, económicas y medioambientales. En el caso de los vehículos eléctricos, la mayor capacidad de las baterías de Li-S y su menor coste podría ayudar a reducir la brecha de precio y de autonomía respecto a los modelos de combustión. Pero el uso del litio sólido combinado con un electrolito orgánico líquido implica varios problemas intrínsecos. La reacción química que se produce en el interior de las baterías de azufre conduce a la acumulación de sulfuro de litio sólido y polisulfuro de litio líquido lo que provoca una pérdida de material activo en el cátodo de azufre (electrodo negativo) y la corrosión del ánodo de litio (electrodo positivo). Esto se traduce directamente en una mayor degradación de la batería y por lo tanto en una vida útil muy limitada.

El Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) se encarga de financiar con casi 1,8 millones de euros a los cinco socios que forman parte del proyecto SoLiS, liderado por el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales IWS de Dresde. Además de la coordinación del proyecto, también aporta su experiencia y conocimientos en procesos de producción de electrodos y celdas prototipo.

El proyecto SoLiS se basa en anteriores investigaciones que sustituyen el electrolito líquido por uno sólido, realizadas al amparo del proyecto conjunto Liscell en el que ya participó el Instituto Fraunhofer. A escala de laboratorio, los resultados de esta investigación han sido muy alentadores ya que se pudo demostrar la viabilidad técnica básica de una batería de estado sólido de Li-S en condiciones controladas. Sin embargo, hasta ahora existen muy pocos datos relevantes sobre el empleo de estas celdas prototipo en aplicaciones reales, “por lo que aún no es posible evaluar la tecnología”, concluía el informe de Fraunhofer.

El Proyecto SoLiS permitirá avanzar en esta dirección, desarrollando celdas de batería con múltiples capas de electrodos basadas en tecnología de estado sólido con cátodos Li-S, evaluándolas para su empleo en aplicaciones reales. Según los investigadores, uno de los sectores que se podría ver favorecido por su investigación es, además de la industria del automóvil, la aviación eléctrica.

Según indican los socios del proyecto, además de centrarse en los procesos de procesamiento y fabricación, también quieren investigar y optimizar la nano y microestructura de los electrodos de manera integral. El desafío consiste en poner el azufre en estrecho contacto con el carbono conductor de la electricidad y los electrolitos conductores de iones.

El trabajo para lograr estos objetivos se ha repartido entre los cinco socios del proyecto SoLiS. La Universidad Técnica de Dresde está trabajando en los materiales compuestos del cátodo y en un diseño adecuado de los electrodos. Los científicos de la Westfälische Wilhelms-Universität Münster investigan las propiedades de varios electrolitos sólidos especialmente desarrollados para el nuevo tipo de batería. Justus Liebig University Giessen contribuye con su experiencia y conocimientos en la caracterización de fenómenos interfaciales en las reacciones químicas que se producen en el interior de las baterías de estado sólido. Por último, Schunk Kohlenstofftechnik se encarga de la producción de aditivos de carbono y materiales compuestos de relevancia industrial.

Escrito por Gonzalo García