El proyecto europeo 2Boss ‘Hacia baterías sostenibles basadas en silicio, azufre y carbono derivado de biomasa’ ha marcado un hito en el desarrollo de tecnologías de almacenamiento energético más limpias y sostenibles. Liderado por el Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC), la iniciativa ha sentado las bases para una nueva generación de baterías que prescinden de materias primas críticas (CRM) como el cobalto y el grafito.
La iniciativa, finalizada el pasado mes de mayo tras 36 meses de investigación, se ha llevado a cabo en colaboración con los siguientes socios: Commissariat à l’ènergie atomique et aux ènergies alternativas (CEA), Politecnico di Torino (PoliTO) y Cleopa GmbH. El proyecto ha sido financiado por la convocatoria ERA-MIN en el marco del Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.
Tecnología de batería innovadora, duradera y sostenible
Con el auge de los vehículos eléctricos, la demanda de baterías más eficientes, duraderas y respetuosas con el medio ambiente se ha convertido en una prioridad global. Sin embargo, las baterías actuales contienen hasta 100 materiales diferentes, y la mayoría dependen de materias primas críticas. Además, la durabilidad y la capacidad energética de las baterías de iones de litio actuales están limitadas por los materiales utilizados en sus electrodos. Reciclar estas CRM es complejo y costoso, en parte debido a la presencia de diversos metales dispersos e intercalados.
En este contexto, el objetivo de 2Boss era crear una tecnología de batería innovadora, duradera, sostenible y de alto rendimiento que promoviera el uso circular de materiales, minimizando el uso de CRM para un futuro más verde. Los investigadores del proyecto 2Boss desarrollaron nuevos materiales, tecnologías y soluciones avanzadas que son sostenibles, energéticamente eficientes y reciclables, y al mismo tiempo no tóxicas y rentables.
El proyecto 2Boss contribuye a la transición a la neutralidad de carbono al garantizar la disponibilidad de materias primas para la fabricación de baterías, reducir la dependencia de los CRM y diseñar un cátodo sin cobalto y un ánodo sin grafito. Además, ofrece componentes de diseño circular que son reciclables y optimizan los impactos ambientales y sociales, a la vez que promueven una economía más circular y mejoran la capacidad energética, la densidad y la durabilidad de la batería.
Materiales de carbono a partir de residuos de biomasa
El departamento de Nanomateriales Funcionales del IREC contribuyó al ensamblaje del carbono y el cátodo derivado de biomasa, así como al ensamblaje y validación de la batería. En concreto, los investigadores del IREC se encargaron del desarrollo de materiales de carbono a partir de residuos de biomasa vinícola para crear cátodos de azufre de alto rendimiento y del diseño de nuevos catalizadores para optimizar las reacciones litio-azufre, mejorando así la capacidad y la vida útil de la batería.
Por otro lado, se integraron los ánodos de silicio y los cátodos de azufre en celdas completas. Los electrolitos de sulfuro sólido mejoraron la estabilidad de los electrodos, la densidad energética y la vida útil.
Con sus innovaciones, 2Boss no solo redefine lo que es posible en tecnología de baterías, sino que ofrece una hoja de ruta concreta para reducir la dependencia de materias primas críticas, promover la circularidad de materiales y allanar el camino hacia una nueva generación de vehículos eléctricos sostenibles.