1. Zergatik dira hain garrantzitsuak plataforma analitiko aurreratuak energia biltegiratzeko eta bihurtzeko teknologia berrien garapenean?

Energia-soluzio berrien garapena neurri handi batean materialen barruan zer gertatzen den ulertzean oinarritzen da. Horretarako, behar ditugu ekipamenduak gai direnak eskala atomikotik makroskopikora behatzeko, baita benetako funtzionamendu baldintzetan ere. Plataforma analitiko aurreratuak ezagutza sakon hori ematen digute, berrikuntza azkartzeko eta ziurgabetasuna murrizteko aukera emanez baterien, biltegiratze eta bihurketa termikoko sistemetan edo hidrogenoaren ekoizpen, biltegiratze eta erabilera teknologietan.

2. Zein alderdi zehatzetan izan dezakete eragina CIC energiGUNEren plataforma analitikoek energia biltegiratzeko eta bihurtzeko material eta sistemak hobetzeko?

Eragina oso zabala da. Sintesi-prozesuak optimizatzen laguntzen digute, degradazio-mekanismoak ulertzen eta materialak benetako baldintzetan nola jarduten diren balioztatzen. Gaitasun horiei esker, baterien iraupena handitu dezakegu, elektrolito solidoen segurtasuna hobetu, elektrodo eraginkorragoak diseinatu edo bero-hondarra hobeto aprobetxatu sistema termo-kimikoetan. Azken batean, oinarrizko zientzia aplikazio industrialarekin lotzen duen tresna transbertsala da.

3. Zer ekarpen egiten du egoera solidoko erresonantzia magnetiko nuklearrak (RMN) energia biltegiratzeko eta bihurtzeko materialak aztertzeko, eta zer informazio eskaintzen du beste teknika batzuek eman ezin dutena?

Egoera solidoko RMNak atomoen ingurune lokala eta materialetan eta fase ezberdinen artean dagoen mugikortasun molekular eta ionikoa behatzeko aukera ematen du. Hori funtsezkoa da, adibidez, elektrolito solidoak edo konposatu hibridoak nola jokatzen duten ulertzeko, non barruko dinamikak gailuaren eraginkortasuna baldintzatzen duen. Teknika paregabea da, beste tresnek detektatu ezin dituzten interakzioak azaleratzen dituelako, eta errendimendu handiagoko materialak diseinatzeko gakoak eskaintzen dizkigu.

4. Zein paper dute gainazalaren karakterizazio- eta ingeniaritza-teknikek baterietan, elektrolitoetan eta katalizatzaileetan materialen portaera azaltzeko eta optimizatzeko?

Gainazalak dira elektrodoetan, elektrolitoetan eta katalizatzaileetan erreakzio kritikoenak gertatzen diren tokiak, eta haien kontrola funtsezkoa da errendimendua eta iraupena maximizatzeko. Gure plataforman, teknika aurreratuak konbinatzen ditugu, hala nola XPS, Raman, infragorri bidezko espektroskopia, AFM eta profilometria, egoera elektronikoak, lotura kimikoak, kutsatzaileak eta topografia zehaztasunez karakterizatzeko. Ezagutza horrek konposizioak eta morfologia optimizatzea ahalbidetzen du, baita babes-estaldurak diseinatzea ere zehaztasun handiz lurrunketa fisikoaren bidez. Horrela, eraginkortasuna, egonkortasuna eta bizitza erabilgarria hobetzen laguntzen dugu, industriarako soluzio zehatz eta eskalagarriak eskainiz.

5. Nola osatzen dira elkarrekin mikroskopia elektronikoa, tomografia konputazionatua (micro-CT) eta in situ/operando azterketak akatsak detektatzeko, degradazioa jarraitzeko eta fabrikazioaren kalitatea bermatzeko, nanoeskalatik gailu osora material eta osagaietan?

Teknika horien konbinazioak eskala eta funtzionamendu-egoera guztiak estaltzen ditu. Partikulen morfologia eta tamaina azterketetatik haratago, mikroskopia elektronikoak (SEM/TEM/FIB-SEM) akats nanometrikoak, interfaze kritikoak eta degradazioa eragiten duten bigarren mailako faseak identifikatzen ditu. Bestalde, micro-CTk material eta gailuen (bateriaren edo erreaktoreen) 3D ikuskapen ez-suntsitzailea eskaintzen du, porositatea, tortuositatea, pitzadurak, deslerrokatzeak eta partikulen/biltzaileen banaketa bezalako ezaugarriak agerian utziz. In situ/operando entseguak propietate horiek gailuen errendimendu eta eraginkortasunarekin erlazionatzen ditu benetako baldintzetan. Porositatea, tortuositatea edo akatsen dentsitatea bezalako neurriak errendimendu eta fidagarritasun-datuekin integratuta, gako diren parametroak identifika daitezke materialak hobetzeko eta fabrikazio-prozesuak optimizatzeko, gailuen diseinua eta bizitza erabilgarria bizkortuz.

6. Nola erabiltzen ditu CIC energiGUNEk X izpien difrakzio eta sakabanatze teknikak, in situ/in operando barne, egitura eta mikroegitura ebazteko eta horiek baterietan, biltegiratze termikoan eta hidrogeno-teknologietan errendimenduarekin lotzeko?

X izpien difrakzioa eta sakabanatzea oso eraginkorrak dira egitura kristalinoak, fase-aldaketak eta partikulen tamaina eta egitura porotsuen aldaketak zehazteko. CIC energiGUNEn erabiltzen ditugu bai material berriki sintetizatuak edo post mortem karakterizatzeko, bai funtzionamenduan dauden bitartean (in operando) haien bilakaera jarraitzeko. Horrela, materialaren egonkortasun estrukturala energia edo beroa biltegiratzeko gaitasunarekin edo hidrogenoaren ekoizpenerako bihurketa termiko edo elektrokimikoan materialen eraginkortasunarekin lotu dezakegu. Egitura eta materialaren errendimendua eta eraginkortasuna zuzenean lotzen dituen zubia da.

7. Nola eramaten da gaitasun analitiko hau guztia industriara, eta zer etorkizuneko ikuspegia duzue plataformarentzat?

Energia, metalurgia, kimika, elektronika eta beste hainbat sektoretako industriaren lankidetza estuan aritzen gara, haien produktuen garapena azkartzeko eta arriskuak murrizteko aukera ematen dieten tresnak eta ezagutza eskainiz. Material berri baten kalitatea balioztatzean zein ekoizpen-prozesuak optimizatzean, konponbide zehatzak eskaintzen ditugu, enpresen lehiakortasunean eragin zuzena dutenak. Etorkizuneko gure ikuspegia plataforma hau nazioarteko erreferente gisa sendotzea da, ikerketa aurreratua zein berrikuntza industriala sostengatzeko gai dena, trantsizio energetiko azkarrago, eraginkorrago eta jasangarriago batean lagunduz.