Estos escenarios se definieron teniendo en cuenta las políticas de incentivos establecidas recientemente por muchos países, lo que sin duda fuerza a nuestra industria de la movilidad hacia el VE. Por ejemplo, la UE está prohibiendo la venta de vehículos de combustión al 100% para 2040.

Por lo tanto, para lograr la electrificación total de nuestros futuros vehículos, la aceleración de la industria de fabricación de baterías es de suma necesidad. En la actualidad, los principales actores en la fabricación de baterías son asiáticos (por ejemplo, LG Chem, BYD, Panasonic, CATL…), por lo que, para no depender del mercado asiático, se han instalado o se prevé instalar nuevas gigafactorias en Europa en los próximos años.

Sin embargo, aún quedan muchos retos por resolver para poder trabajar en las baterías del futuro.

YOUNG SCIENTIST MANIFESTO

Bajo este tema, el 1 de junio de 2022, el Young Scientist Event organizado por la iniciativa Battery 2030+ tuvo lugar simultáneamente en cuatro universidades diferentes (Politecnico di Torino, Uppsala University, Vrije Universiteit Brussel y Warsaw University of Technology) en las que también participó CIC energiGUNE.

En este evento, los jóvenes científicos reunidos debatieron sobre los retos que tienen por delante las baterías del futuro. Las conclusiones de ese evento se recogieron en el Young Scientist Manifesto, que se presentó en la Asamblea General de Battery 2030+ en Bruselas, y en la conferencia Nanoinnovation en Roma el pasado septiembre.  

Química, Materias Primas Críticas, Circularidad, Industria de las baterías, Aspectos Sociales… Entre los diferentes puntos que los Jóvenes Científicos identificaron como especialmente importantes, se destacó rápidamente la necesidad de introducir una estrategia europea de fabricación de baterías, al tiempo que hay que resolver los problemas de coste y seguridad.

Además, se requería una comunicación mejor y más clara entre las universidades, los centros de investigación y la industria. Al mismo tiempo, surgió la importancia de las actividades de divulgación para llegar a personas de diferentes disciplinas, ya que se identificó claramente que los equipos multidisciplinarios serán de importancia clave para desarrollar las baterías del futuro.

En cuanto a la estrategia europea de fabricación de baterías, recientemente se ha revisado el marco normativo de la UE de 2006 sobre baterías. Se establecieron nuevas normas sobre la huella de carbono, un contenido mínimo de material reciclado, criterios de rendimiento y durabilidad, requisitos de gestión del final de la vida útil, obligaciones de diligencia debida o requisitos de seguridad y etiquetado (por ejemplo, QR para el pasaporte de las baterías). Este tipo de normativa permitirá desarrollar no sólo baterías con buen rendimiento, sino también aquellas que mantengan la sostenibilidad de la tecnología. Las baterías del futuro no serán las que tengan mejor rendimiento, sino las que sean capaces de mantener el equilibrio entre rendimiento y sostenibilidad.

Inteligencia Artificial

Sin embargo, el coste y la seguridad siguen siendo las principales preocupaciones del VE en nuestra sociedad. Uno de los puntos clave para reducir el coste de la fabricación de baterías y su posterior implementación en el VE, se encuentra en la Inteligencia Artificial (IA). Se sabe que desempeñará un papel importante en nuestro futuro inmediato, ya que es capaz de acelerar los descubrimientos humanos en una proporción de 5 a 10 veces mayor.

En este sentido, en el marco de la iniciativa Battery 2030+, el proyecto BIG-MAP, en el que CIC energiGUNE participa a través de la herramienta FullProfApp, ya trabaja en la IA para acelerar el descubrimiento de nuevos materiales, interfases electrolito/electrodo o formulación de materiales entre otros, para impulsar la producción de células y su integración en los VE.

Gemelos digitales

Mientras tanto, los gemelos digitales de los procesos de fabricación, al ser una réplica virtual de un sistema físico y complejo real, también desempeñarán un papel importante en la mejor comprensión y optimización de los parámetros y procesos físicos, la predicción y la comprensión de los fallos de funcionamiento de los equipos. En concreto, los gemelos digitales de los vehículos eléctricos permitirán predecir por qué y cómo se producen los problemas, como las averías, o analizarán el rendimiento general del vehículo, lo que permitirá ofrecer un servicio personalizado al cliente.

Procesamiento de los electrodos

Otro aspecto de la fabricación de baterías que reducirá su coste y las hará más sostenibles se centra en el procesamiento de los electrodos. La necesidad de pasar de los disolventes orgánicos tóxicos a un procesamiento acuoso o sin disolventes ha cobrado gran importancia. Ya que permitirá reducir el consumo de energía a lo largo de la fabricación de las baterías y avanzar hacia procesos más sostenibles. Entre los diferentes proyectos activos sobre este tema, la Comisión Europea ha concedido recientemente el proyecto GIGAGREEN, en el que CIC energiGUNE lidera las actividades de desarrollo de las vías de procesamiento en seco y en húmedo.  

Seguridad

Uno de los principales puntos que se debatieron en relación con la mejora de la seguridad fue centrarse en la detección de las baterías. En el marco de la iniciativa Battery 2030+, diferentes proyectos como Sensibat, Spartacus o Instabat ya están trabajando en ello. BCare, la empresa derivada de CIC energiGUNE, también trabaja para maximizar el rendimiento de los dispositivos mediante el diagnóstico y la predicción de su estado, así como la identificación y el análisis de fallos mediante la introducción de sensores en las celdas. Además, la introducción de procesos de autocuración en las baterías, como se hace en los proyectos de Hidden o Bat4Ever en el marco de la iniciativa Battery 2030+, también puede garantizar la fabricación de baterías más seguras y duraderas.  

Comunicación entre el mundo académico y la industria

A pesar de los retos en materia de costes y seguridad, desde la perspectiva de los jóvenes científicos, debemos mejorar la comunicación entre el mundo académico y la industria. La cooperación puede ayudar a salvar la brecha entre la investigación científica fundamental y la demanda de la industria, lo que es de importancia clave para lograr el desarrollo de baterías de alto impacto. Ciertamente, la industria necesita los conocimientos fundamentales que surgen de la investigación académica, mientras que el mundo académico se beneficiaría enormemente de la información de la industria para orientar las futuras vías de investigación.

Equipos multidisciplinares

Además, en los últimos y más innovadores pasos definidos hacia las baterías del futuro, se ha identificado la necesidad de reunir a investigadores de diferentes campos. La creación de equipos multidisciplinares para las industrias de producción, investigación e innovación y reciclaje de baterías podría aprovechar los recursos científicos y humanos ya existentes en otros sectores y aportar nuevas perspectivas innovadoras en el campo de las baterías, abarcando los conocimientos a lo largo de toda la cadena de valor de las mismas.

COMENTARIOS ENRIQUECEDORES

El Young Scientist Event se organizó con el objetivo de ofrecer a la próxima generación de científicos especializados en baterías la oportunidad de ser proactivos y demostrar cómo pueden ser un interlocutor creíble e interesante para la comunidad europea y para planificar el futuro en el campo de las baterías. Además, es de vital importancia impulsar las carreras de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM) en nuestra sociedad joven para que se comprometan con la industria de las baterías. Seminarios, talleres o actividades de divulgación científica ayudarían a animar a los jóvenes investigadores a entrar en el campo del almacenamiento de energía.

No debemos olvidar que los esfuerzos realizados hoy serán los avances del futuro.