Europar Batasun iraunkorrago baten aldeko lasterketan, energia-iturri berriztagarriek berebiziko garrantzia dute. Hala ere, energia-iturri garbi horien izaera gorabeheratsua erronka bat da trantsizio hori lortzeko eta finkatutako helburuak betetzeko.

CoFBATek arazo horri irtenbidea emateko, bateriak sortu nahi ditu biltegiratze egonkorreko hainbat aplikaziotarako, etxeetarako eta etxeko biltegiratzerako energia deszentralizatuaren ekoizpen- eta hornidura-premia ase ahal izateko, eskala handiko eta txikiko sare elektriko industrialerako, energia berriztagarrien hedapenerako eta gailu robotiko txikientzako.

Energia-dentsitate handiko eta seguruagoko bateriak garatzeko erronkari aurre egiteko, boltaje handiko eta kobaltorik gabeko katodo bat osatzeko gaitasun handiko material aktiboak ikertu behar dira, bai eta gel-elektrolito berri bat ere, estatu-solidoaren preludioa.

Inpaktua balio-kate osoan

Energiaren biltegiratzea hazten ari da Europan. Egoitza-aplikazioak 1.400 milioi eurokoak dira urtean, eta ibilgailu elektrikoak biltegiratzeko sistemak hazten ari dira; gaur egun, 130 milioi euro dira urtean.

Eskari handi horrekin bat etorriz, CoFBATen ikuspegiak balio-kate osoa hartzen du bere baitan: materialen garapena, teknologia errentagarri bat baliozkotzea (errendimenduan eta kostuetan optimizatua), gelaxkak muntatzea eta optimizatzea, honako ezaugarri hauek dituzten kobaltorik gabeko bateriak lortzeko:

• Balio-bizitza handiagoa (10.000 ziklo)
• Kostu txikiagoak (gehienez 0,03 euro/kWh/ziklo)
• Segurtasuna hobetzea
• Birziklatze eraginkorragoa (>% 50).

CoFBAT Europarekin lerrokatzen da, energia biltegiratzeko sistemen munduko balio-katean aktore lehiakor bihurtzeko, eta, hein handi batean, sistema hori ekoizteko materialen mende dago.

Ondo dakigunez, kobaltoa, litio ioien baterietan erabili ohi dena, naturan gutxien erabiltzen den materialetako bat da, merkatuan bere prezioa igotzea eragiten duena. Gainera, bere erauzketari atxikitako hornikuntza arriskua gehitzen zaio, nagusiki Kongoko Errepublika Demokratikoan kontzentratua.

Hurrengo urteetarako kobalto eskariaren estimazioak, ordea, gora egiten jarraitzen du. Horrek argi eta garbi adierazten dio komunitate zientifikoari kobaltorik gabeko katodoen teknologietarantz aurrera egiteko beharra. Horregatik da garrantzitsua CoFBAT enpresan egindako ikerketa, arazo horiek konpontzeko urrats garrantzitsua baita.

Kobaltorik gabeko eta ingurumena errespetatzen duten litiozko ioien baterietarako material aurreratuak garatzeko, CoFBAT hainbat formulazio aztertzen ari da, hala nola LMNOn oinarritutako espinelazko katodoak, titaniozko niobatoak eta anodorako silizioan oinarritutako konposatu nanometrikoak eta gel-elektrolitoa. Horiek ezin hobeak dira segurtasunari eta egonkortasunari dagokienez, nahiz eta gaur egun merkatuan dauden Li-ion-en bateriekin alderatuta ahalmen energetiko txikiagoa duten. Nolanahi ere, hori konpentsatu egiten da boltaje altu bati eta kostuak murrizteko aukerei esker, eta hori interesgarria da aplikazio egonkorretarako.

Bestalde, Europako proiektu hau elektrolito polimeriko bat gelean sartzeko lanean ari da, elektrolito likido konbentzionalaren ordez. Horrek esan nahi du elektrolitoaren teknologia egoera solidoan sartzearen aurrekoa dela, gelaxkaren segurtasuna areagotuz sukoitasun-arrisku potentzialak murrizteagatik.

Ikerketa egiteko, elektrodoaren formulazioa material aktiboetara egokitzea proposatzen du proiektuak, ziklabilitate handiagoa lortzeko. Halaber, elektrodoaren formulazioa aztertzen da morfologia eta amaierako porositatea optimizatzeko, errendimendua maximizatzeko.

CIC energiGUNEren papera CoFBATen

CIC energiGUNEk zeregin garrantzitsua du proiektuan, materialen karakterizazio-jardueren buru baita, Europa hegoaldeko punta-puntako plataforma eta instalazioak baititu. Zehazki, Li ioien baterien karga- eta deskarga-egoera desberdinetako elektrodoen ikerketan zentratzen da, degradazio-mekanismoak zehazteko eta, horrela, materialen garatzaileei informazioa emateko eta balio-bizitza handiagoa bermatzeko.

Proiektua gauzatzeko lehen etapetan, katodo, anodo eta gel-mintz polimerikorako energia-dentsitate handiko materialak optimizatu dira. Halaber, material optimizatu horien fabrikazio-prozesua eskalatu egin da hurrengo fasean anperaje handiagoko pouch gelaxkak egin ahal izateko.

Aldi berean, CIC energiGUNEk osagaiak desmihiztatzeko eta bereizteko protokoloak garatu ditu, material horiek laborategiko gelaxketan modu eraginkorrean karakterizatzeko eta bateragarritasun elektrokimikoa eta zahartzea ebaluatzeko. Horretarako, bateriaren zikloen ondorioz materialetan gertatzen diren aldaketa morfologikoak, egiturazkoak eta fisiko-kimikoak zehazteko hainbat teknika erabiltzen dira. Zeregin hori funtsezkoa da CoFBATen helburuak lortzeko.

Azken batean, kobaltorik gabeko eta elektrolito polimeriko segurua duen biltegiratze-sistema berriak, CoFBAT enpresan garatuak, bateriekin lotutako material aurreratuen, fabrikazioaren eta balio-katearen esparruan Europaren lehiakortasuna indartzen du.

Kobaltoa kentzeak belaunaldi berriko bateriak merkatzea dakar, baita segurtasun, iraunkortasun eta jasangarritasun handiagoa ere bizi-ziklo osoan zehar.

Ikerketak eragin handia du ingurumenean, material kritikoak berreskuratzeari/birziklatzeari esker, eta Europak lehengaien inportazioekiko duen mendekotasuna murriztuko du, hornidura-katea ziurtatzeko.