Descripción del proyecto
EL OBJETIVO PRINCIPAL DEL PROYECTO ES ENTENDER LOS PROCESOS DE DIFUSION DE LITIO (LI) EN LA ESCALA MESOSCOPICA EN BATERIAS SOLIDAS DE LITIO (ASB), ESTE OBJETIVO VA A CONTRIBUIR A MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DE ESTAS BATERIAS Y A ACELERAR SU DESARROLLO,A PESAR DE LA INVESTIGACION LLEVADA A CABO EN BATERIAS DE LI, EN LAS BATERIAS ACTUALES, ES DIFICIL PREDECIR EL RENDIMIENTO DE LA BATERIA A PARTIR DEL CONOCIMIENTO DE LAS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LOS MATERIALES QUE LAS COMPONEN, LAS POSIBLES RAZONES DE ESTAS DISCREPANCIAS SON: 1) ESCASA COMPRENSION DE LOS FENOMENOS MICROSCOPICOS, TALES COMO EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE CARGA EN LA INTERCARA ENTRE EL ELECTROLITO Y EL MATERIAL ACTIVO, Y 2) FALTA DE CONOCIMIENTO ACERCA DE LA REACCION Y DEL TRANSPORTE DEL LI A ESCALA MESOSCOPICA (DE 10 NM A VARIAS MICRAS),LAS PROPIEDADES DE LAS BATERIAS VIENEN DETERMINADAS POR VARIOS FENOMENOS FISICOS Y QUIMICOS QUE ACONTECEN EN DIVERSAS ESCALAS, ESTOS SON : (I) DIFUSION DE LI QUE TIENE LUGAR EN LA ESCALA MICROSCOPICA DE UN CRISTAL, (II) REACCION ELECTROQUIMICA EN LA INTERCARA ENTRE EL MATERIAL Y EL CONGLOMERANTE (ATOMICA), (III) MOVIMIENTO DE LI EN EL ELECTRODO POSITIVO, EL ELECTROLITO Y EL ELECTRODO NEGATIVO (MESOSCOPICA), Y (IV) CAMBIO VOLUMETRICO DEL ELECTRODO (VISIBLE) ,EL MOVIMIENTO Y LA DISTRIBUCION DEL LI DETERMINA EL RENDIMIENTO DE LA BATERIA, ESPECIALMENTE SU DENSIDAD DE POTENCIA, ACTUALMENTE EXISTEN DIVERSOS METODOS PARA ACLARAR LA FISICA Y LA QUIMICA DEL LI A DIFERENTES ESCALAS, PERO LA ESCALA DE FUNDAMENTAL RELEVANCIA, LA MESOSCOPICA, HA SIDO POCO ESTUDIADA DEBIDO PROBABLEMENTE A LA ESCASEZ DE MEDIOS PARA ABORDARLA, HASTA EL MOMENTO, MEDIDAS DE MICROSCOPIA ELECTRONICA DE TRANSMISION[1] Y DE DIFRACCION DE NEUTRONES [2], HAN PERMITIDO CARACTERIZAR LA DISTRIBUCION DE LI PERMITE EN LA ESCALA ATOMICA Y MILIMETRICA, RESPECTIVAMENTE, SIN EMBARGO, LOS FENOMENOS QUE ACONTECEN EN LA ESCALA MESOSCOPICA HAN SIDO POCO ESTUDIADOS, RECIENTEMENTE, EL GRUPO SOLICITANTE DE ESTE PROYECTO EN COLABORACION CON UNO DE LOS GRUPOS JAPONESES INTEGRANTES HA DEMOSTRADO LAS CAPACIDADES DE LAS TECNICAS DE ANALISIS DE HACES DE IONES PARA EL DIAGNOSTICO DE LA DISTRIBUCION DE LI EN ELECTRODOS DE BATERIAS A ESCALA MESOSCOPICA [3], EN ESTE PROYECTO, SE PROPONE EL DESARROLLO DE EXPERIMENTOS Y LA REALIZACION DE SIMULACIONES COMPUTACIONALES PARA COMPRENDER EL COMPORTAMIENTO DEL LI A ESCALA MESOSCOPICA, LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO SON: 1) ESTABLECER UNA TECNICA DE DIAGNOSTICO -SITU PARA CARACTERIZAR LA DISTRIBUCION 3D DE LI, 2) INVESTIGAR Y ENTENDER LA DINAMICA DE LI COMBINANDO DATOS EXPERIMENTALES Y SIMULACIONES, Y 3) DESARROLLAR EL CONOCIMIENTO NECESARIO PARA PREDECIR EL RENDIMIENTO DE LA BATERIA, EN PARTICULAR DE LAS ASB,LA CONSECUCION DEL OBJETIVO TIENE UN ALTO IMPACTO TANTO A NIVEL INDUSTRIAL COMO A NIVEL ACADEMICO, A NIVEL INDUSTRIAL ES ENTENDER Y PREDECIR EL COMPORTAMIENTO DE UNA ASB, LO QUE IMPLICARIA PODER MEJORAR NOTABLEMENTE EL COMPORTAMIENTO DE ESTAS Y POR ENDE ACELERAR SU DESARROLLO, DESDE EL PUNTO DE VISTA ACADEMICO, SUPONE EL DESARROLLO DE UN SISTEMA DE MEDIDA Y DE HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES QUE PUEDEN SER APLICADAS AL ENTENDIMIENTO DE OTROS FENOMENOS,FINALMENTE, MENCIONAR QUE ESTE OBJETIVO SE ENGLOBA EN UNO DE LOS OCHO GRANDES RETOS IDENTIFICADOS EN LA ESTRATEGIA ESPAÑOLA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA Y DE INNOVACION, EL CORRESPONDIENTE A ENERGIA SEGURA, SOSTENIBLE Y LIMPIA , PROYECTO SELECIONADO COMO FINANCIABLE EN LA CONVOCATORIA CONCERT-JAPAN,