Zein dira bateriek dituzten arrisku nagusiak eta nola arindu daitezke?
Litio-ioizko bateria konbentzionalei erreparatuz gero, badakigu heldutasun teknologikoa duten sistemak direla eta, oro har, seguruak direla. Hala ere, edozein energia-sistematan bezala, arrisku batzuk badituzte, bereziki ihes termikoarekin (thermal runaway) lotutakoak. Fenomeno hori bateriaren barne-tenperatura kontrolik gabe igotzen denean gertatzen da, eta erreakzio kimiko exotermikoek suteak edo leherketak eragin ditzakete.
Ihes termikoa eragin dezaketen faktore nagusiak honako hauek dira: beroketa gehiegizkoa, gainkargak, barneko zirkuitulaburrak eta zelulen kalte fisikoak. Adibidez, ibilgailu elektriko batek istripu bat izanez gero, deformazio mekanikoek bateriaren bereizlea kaltetu eta barneko zirkuitulabur bat eragin dezakete.
Arrisku horiek arintzeko, material eta zelula-diseinu hobeetan oinarritutako irtenbideak garatzen dira. CIC energiGUNEn, besteak beste, tenperatura handiei eusten dieten bereizleak, su-esporako elektrolitoak eta sua atzeratzeko gehigarriak garatzen ari gara. Gainera, detekzio goiztiarra ahalbidetzen duten sentsore adimendunak ikertzen ditugu, arrisku egoerak garaiz antzemateko.
Zer garrantzi du materialen eta osagaien diseinuak baterien segurtasunean?
Materialen diseinuak zeregin erabakigarria du. Zelula bateko osagai bakoitzak —katodoa, anodoa, bereizlea eta elektrolitoa— eragin zuzena du egonkortasun termikoan eta arriskuak prebenitzeko gaitasunean.
Katodoetan, adibidez, LFP (litio burdin fosfatoa) erabiltzen dugu, NMC (nikel-manganeso-kobaltoa) bezalako konposatuekiko egonkortasun termiko handiagoa eskaintzen duelako. Anodoetan, silizioan oinarritutako edo babestutako litio-metalezko konponbideak ikertzen ari gara, barneko dendriten sorrera saihesteko.
Halaber, bereizle zeramikozko hobetuen eta elektrolito soliduen erabilera ikertzen ari gara; azken horiek, gainera, elektrolito likidoen su-arriskua ezabatzen dute.
Zein teknologia berrikuntza ari dira baterien segurtasuna hobetzen?
Teknologia berritzaile batzuk baterien segurtasunean ikuspegi berriak ematen ari dira. Horietako bat egoera solidoko baterien teknologia da: elektrolito likido sukoia material solido batekin ordezkatzen da. Horrek segurtasuna hobetzen du, isurketen eta ihes termikoen arriskua murriztuz, eta suteen probabilitatea txikituz.
Beste berrikuntza garrantzitsu bat dira bereizle adimendunak, zelularen barruan babes-hesi moduan jokatzen dutenak. Bere propietate termiko bereziei esker, tenperaturaren arabera egoera-aldaketa izan dezakete eta beroketa antzematean zirkuitua eteten dute.
Sua atzeratzeko gehigarriak eta elektrolito su-esporak ere gero eta gehiago erabiltzen dira, barneko segurtasuna hobetzeko. Material horiek osagaietan integratzen dira, eta material inflamagarriak su hartzea saihesten dute, errendimendua kaltetu gabe.
Azkenik, sentsore adimendunen aurrerapenek arazoak aurreikusteko gaitasuna ematen dute, eta horrek arrisku egoerak prebenitzea ahalbidetzen du.
Zer ikasi dugu iraganeko ibilgailu elektrikoen baterien istripuetatik?
Ikaspen nagusietako bat da ibilgailu elektrikoetako sute gehienak ez direla trakzio-bateriarekin zerikusia dutenak, baizik eta beste sistema elektriko batzuekin edo kanpoko kausetakoak (istripuak, mantentze-lan desegokiak…).
Estatistikek erakusten dute ibilgailu elektriko batek sutea izateko aukera 20 aldiz txikiagoa dela barne-errekuntzako ibilgailu batekin alderatuta. Hala ere, sute bat gertatzen denean, oihartzun mediatikoa handia izaten da eta segurtasunik ezaren irudi bidegabea sortzen du.
Bestalde, baterien suteak itzaltzeko teknika bereziak behar dira. Baterien barneko tenperatura altuak direla eta, sutea berriz piz daiteke ordu batzuk geroago. Horregatik, ura murgiltzea edo espuma su-esporak erabiltzea bezalako teknikak garatzen ari dira.
Zer berrikuntza edo lan-ildo ditu martxan CIC energiGUNEk arlo honetan?
CIC energiGUNE baterien segurtasuna hobetzeko irtenbideen ikerketan eta garapenean erreferentea da. Gure lan-ildo nagusietako bat da material aurreratuen garapena: katodo eta anodo seguruago eta eraginkorragoek beroa gutxiago sortzen dute eta sute-arriskua murrizten dute. Bereizle zeramikoen hobekuntza ere jorratzen ari gara, egonkortasun termikoa handitzeko eta zirkuitulaburrak saihesteko.
Era berean, elektrolito soliduen ikerketa da gure lehentasunetako bat. Elektrolito likidoak ordezkatzean, isuri termikoen eta erreakzio arriskutsuen probabilitatea asko murrizten da. Horrek bereziki egokia bihurtzen du teknologia hau ibilgailu elektrikoetan eta energia biltegiratze sistemetan erabiltzeko.
