Y es que dada la presión de los gobiernos por reducir las emisiones contaminantes (la Comisión Europa quiere que los países se comprometan a reducir en un 80% las emisiones de dióxido de carbono (CO2) para 2050 con respecto a los niveles de 1990), sumado a las mejoras en el rendimiento de las baterías y la reducción del coste de las mismas, está provocando una aceleración en el ritmo de desarrollo del vehículo eléctrico.

Sin embargo, esta oportunidad para la industria de las baterías, también supone un desafío, dadas las altas expectativas de los fabricantes de vehículos eléctricos y consumidores. Se espera que hacia 2025 el precio del vehículo eléctrico sea similar al de un coche de combustión, por eso las OEM exigen cada vez precios más bajos, más autonomía de conducción (o lo que es lo mismo, una mayor densidad energética de la batería), la posibilidad de recarga rápida, y por supuesto, la durabilidad y la seguridad.

De ahí la necesidad de apostar por esta carrera por las baterías avanzadas de automoción.

Y Europa quiere tomar un papel relevante en esta carrera. Es por esto que en 2018 se lanzó la iniciativa Batteries 2030+, que, liderada por Kristina Endström, cuenta con el trabajo de las instituciones europeas referentes en el ámbito de las baterías, entre las que se encuentra, por supuesto, CIC energiGUNE.

Dicha iniciativa apuesta por desarrollar las baterías del futuro, incluidas las baterías avanzadas de automoción para que Europa pase de tener una cuota de mercado del 3% (datos del 2018) al 25% en 10 años. Para el desarrollo de las baterías del futuro, los miembros del Batteries 2030+ apostamos por, unas baterías más seguras, más sostenibles y con un mayor ciclo de vida. 

Para lograr los anteriores objetivos los miembros de esta alianza nos enfocamos en: el descubrimiento acelerado de los materiales de las baterías, la integración de funcionalidades inteligentes y el prototipado avanzado de celdas.

Nuevos materiales para baterías avanzadas del vehículo eléctrico

El descubrimiento acelerado de nuevos materiales será fundamental para las baterías avanzadas para el vehículo eléctrico. Es necesario evolucionar a tecnologías libres de cobalto, encontrar posibles sustitutos al litio y avanzar hacia baterías con electrolito sólido más seguras. En este plano, la inteligencia artificial en baterías juega un importante papel. La inteligencia artificial posibilitará desarrollar el “genoma del interface de la batería” y llevar a cabo una ambiciosa plataforma para el descubrimiento acelerado de materiales para baterías.

CIC energiGUNE es un referente en este campo de actuación. El proyecto ION-SELF, liderado por el Dr. Javier Carrasco y la Dr. Maryne Reynaud, conseguirá, a través de la inteligencia artificial, reducir significativamente el número de experimentos y, por lo tanto, el tiempo necesario para identificar nuevos materiales para baterías. En este proyecto se conjugan dos de las capacidades clave de CIC energiGUNE; la automatización de los procesos de síntesis de materiales para baterías,  y la caracterización avanzada de materiales para baterías.

Funcionalidades inteligentes para baterías de automoción avanzadas

En este capítulo, en CIC energiGUNE trabajamos junto con nuestra spin-off BCARE en el desarrollo de modelos avanzados para predecir el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH) de las baterías. El objetivo es ir más allá de los parámetros convencionales que predicen estos estados, introduciendo parámetros intrínsecos a la propia celda y sus materiales.

Ambas compañías colaboramos en sensorizar las celdas de forma avanzada e investigamos en hacer trabajar algunos elementos y materiales de las celdas como si fueran un sensor. El progreso de estos trabajos nos permite desarrollar tecnologías que serán mucho más precisas en la estimación del ciclo de vida de las baterías, apoyando la sostenibilidad y la segunda vida de las mismas.

Precisamente en esa segunda vida de las baterías en CIC energiGUNE y BCARE colaboramos con empresas como Alterity y Beeplanet.

Tras el diagnóstico avanzado de las baterías, la iniciativa Batteries 2030+ propone encontrar el santo grial. Las baterías que se “auto-curan” (del inglés, “self-healing batteries”). Este ambicioso objetivo podrá lograrse a través de la combinación de materiales que se ”auto-curan” como los electrolitos bio-poliméricos en los que estamos trabajando en CIC energiGUNE  y la inteligencia artificial dedicada a la síntesis y caracterización de dichos compuestos.

El prototipado avanzado de celdas

Por último, toda tecnología concerniente a baterías avanzadas de automoción, se basa en la automatización de procesos de fabricación de celdas y del battery pack, la digitalización y la industria 4.0.

En este campo, en CIC energiGUNE contamos con un posicionamiento destacado ya que disponemos de la mejor línea de prototipado de celdas del sur de Europa, polivalente en cuanto a tecnologías por su bajo grado de humedad.

Gracias a esta línea de prototipado de celdas, y a nuestro equipo de investigación liderado por Michel Armand, somos considerados centro europeo de referencia en baterías de estado sólido para automoción.

La agencia internacional de la energía considera que estamos ante un momento clave, ante una oportunidad única, y que debemos apostar por la sostenibilidad y la transición energética

Como dice Faith Birol, su Director, la eficiencia energética va a crear trabajo, trabajo y más trabajo. Y para ello debemos apostar por la innovación que será clave, también para desarrollar baterías avanzadas de automoción que nos posicionen a la cabeza de la tecnología.

En CIC energiGUNE sabemos que es una tarea conjunta y desde aquí queremos dar las gracias a nuestros colaboradores (empresas y centros de investigación) por el camino que hemos recorrido juntos y por el que nos queda por recorrer.