Spartacus desarrollará sensores avanzados para baterías
El proyecto "Spartacus" ha comenzado recientemente a desarrollar sensores avanzados y sistemas de gestión celular para baterías. Los investigadores esperan poder reducir los tiempos de carga hasta un 20% sin comprometer la fiabilidad y la vida útil de las baterías.
El nombre Spartacus es una abreviatura que significa "Detección acústica, mecánica y ultrasónica espacialmente resuelta para baterías inteligentes". La Unión Europea financia el proyecto en el marco de la iniciativa de investigación "Batería 2030+". El coordinador del proyecto es Gerhard Domann, del Instituto Fraunhofer de Investigación de Silicatos de Würzburg. "Los vehículos eléctricos ya son rápidos y silenciosos, pero una de las principales deficiencias hasta ahora es el largo tiempo de carga en comparación con los vehículos que se repostan con combustibles fósiles líquidos o gaseosos", resume Domann la situación inicial. Hasta ahora, han sido principalmente la química y el diseño de las baterías y el sistema de gestión de baterías asociado los que han impedido una carga más rápida para proteger las baterías de un envejecimiento prematuro.
En la actualidad, el sistema integrado de gestión de la batería garantiza así un modo de funcionamiento moderado que no agota todas las reservas de rendimiento de la batería. El consorcio del proyecto Spartacus quiere explotar este potencial. Los investigadores se basan en novedosos sensores integrados para controlar el estado real de la batería con el fin de protegerla. La idea es desarrollar una "tecnología de conjunto de sensores de bajo coste para baterías de iones de litio combinada con el concepto de un sistema de gestión de celdas para la preposesión de datos que garantice una carga y descarga óptimas en función del estado de la batería", afirma el Instituto Fraunhofer ISC. El proyecto se centra en sensores mecánicos y acústicos, complementados con mediciones de impedancia electroquímica y sensores de temperatura.
"Con la tecnología de sensores Spartacus, los errores y las influencias negativas sobre la vida útil y el rendimiento de la batería deben detectarse en una fase temprana. Basándose en los datos del sensor, el sistema de gestión de la célula y la batería puede controlar los procesos de carga y descarga en consecuencia para contrarrestar el envejecimiento prematuro de la batería y eliminar las influencias negativas en la medida de lo posible", explica Gerhard Domann. El Fraunhofer ISC aporta su experiencia en el desarrollo de sensores inteligentes y en el análisis de los procesos de envejecimiento de los componentes de las baterías.
"Las causas del envejecimiento prematuro de las pilas nos preocupan desde hace mucho tiempo, y hemos perfeccionado nuestra metodología en varios proyectos para aclarar estos procesos y encontrar posibles soluciones", afirma el director del proyecto, Jochen Settelein, del Fraunhofer ISC. Importantes trabajos preliminares en el campo de la tecnología de sensores inteligentes han dado lugar a nuevos enfoques basados en la monitorización acústica y mecánica con sensores ultrasónicos y de elastómeros para detectar tensiones mecánicas y cambios en la célula de la batería. El proyecto Spartacus se basará en ello.
Además del Instituto Fraunhofer ISC, participan en Spartacus las instituciones de investigación CEA de Francia, CSEM de Suiza, la Universidad Vrije de Bruselas y la Fundación Cidetec de España. Arkema y ElringKlinger de la industria también están a bordo. La UE aporta unos buenos 3,8 millones de euros para el proyecto, que se prolongará hasta finales de agosto de 2023.
Spartacus se puso en marcha en septiembre con otros seis proyectos en el marco de la iniciativa europea de investigación BATTERY 2030+. Este gran proyecto intersectorial es una de las iniciativas más amplias en este campo. Forma parte del Alianza Europea de Baterías, que Maroš Šefčovič, vicepresidente de la Comisión Europea, puso en marcha en 2017.
PILA 2030+ se puso en marcha en marzo de 2019 y reúne a los protagonistas de la investigación y la tecnología científica e industrial de las pilas. El grupo central está formado por 17 organizaciones de nueve países europeos, coordinadas por Kristina Edström, catedrática de Química Inorgánica de la Universidad de Uppsala. En abril, el grupo presentó el hoja de ruta a largo plazo para el desarrollo de tecnologías de pilas sostenibles.
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