Descripción del proyecto
EL ALMACENAMIENTO ENERGETICO POR MEDIOS ELECTROQUIMICOS (EES) ES UNA DE LAS TECNOLOGIAS MAS PROMETEDORAS PARA EXPLOTAR EL POTENCIAL DE LAS FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES (SOLAR, EOLICA, ETC.) QUE PERMITA GARANTIZAR UN CRECIMIENTO INDUSTRIAL SOSTENIBLE Y REDUCIR LA EMISION DE GASES DE EFECTO INVERNADERO Y OTROS CONTAMINANTES, PARA LO QUE LA PROMOCION MUNDIAL DE LOS VEHICULOS ELECTRICOS (VE) ES OTRA DE LAS APUESTAS ESTRATEGICAS. ENTRE LOS DIVERSOS DISPOSITIVOS EES, LAS BATERIAS RECARGABLES DE IONES DE LITIO (LIBS) DOMINAN ACTUALMENTE EL MERCADO SIENDO EMPLEADAS PARA ALIMENTAR DISPOSITIVOS ELECTRONICOS PORTATILES (TELEFONOS INTELIGENTES, ORDENADORES PORTATILES, ETC.), INSTRUMENTOS MEDICOS, Y VEHICULOS ELECTRICOS (VE)/HIBRIDOS ELECTRICOS (HEV) DE ULTIMA GENERACION GRACIAS A SU DENSIDAD ENERGETICA, MASA LIVIANA, LARGA VIDA UTIL, ETC. NO OBSTANTE, LAS LIBS SE ESTAN ACERCANDO A SU MAXIMA CAPACIDAD TEORICA (P. EJ., 372 MAHG-1 PARA EL ANODO DE GRAFITO) LO QUE LIMITA SU USO EN VE/HVE DE LARGO ALCANCE Y EN SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO A GRAN ESCALA QUE PERMITAN GESTIONAR MEJOR LAS FUENTES DE ENERGIAS RENOVABLES. POR LO TANTO, EXISTE UNA GRAN DEMANDA DE BATERIAS CON MAYORES DENSIDADES DE ENERGIA, POTENCIA Y VIDA UTIL Y TIEMPOS DE RECARGA MAS CORTOS. PARA INCREMENTAR LAS DENSIDADES ENERGETICAS Y LAS EFICIENCIAS DE CONVERSION SE NECESITAN CON URGENCIA I) NUEVOS DISEÑOS DE MATERIALES QUE CONFIGUREN LOS ELECTRODOS DE LAS LIBS ASI COMO II) SU INTEGRACION MEDIANTE PROCESOS DE FABRICACION MAS FLEXIBLES, BARATOS Y RENTABLES, DADA LA ELEVADA INMADUREZ DE OTRAS ALTERNATIVAS COMO LAS BATERIAS DE LI- S, LI-AIRE, Y OTRAS DE METAL-ION Y METAL-AIRE (METAL=NA, MG, CA, AL, FE, K).EN MOFSIAN SE COMBINARA EL DISEÑO Y CARACTERIZACION DE NANOPARTICULAS POROSAS DE NANOSILICIO@RED METALO-ORGANICA (M-NSI@MOF) Y COMPOSITES HIBRIDOS DERIVADOS DE MOF CON ESTRUCTURA CORAZON@CORAZA, NANOSILICIO@CARBONO (M-NSI@C) Y NANOSILICIO@OXIDO METALICO@CARBONO (M-NSI@MO@C) POROSOS COMO NUEVOS MATERIALES PARA ANODOS DE LIBS CON EL OBJETIVO DE EXPLOTAR LA EXCELENTE CAPACIDAD TEORICA Y EL BAJO VOLTAJE DE ABSORCION DE LI DEL SILICIO MIENTRAS SE SUPERAN SUS INCONVENIENTES, COMO SON EL EXCESIVO CAMBIO DE SU VOLUMEN DURANTE LA LITIACION-DESLITIACION Y SU CONDUCTIVIDAD ELECTRONICA Y DIFUSIVIDAD DE LI DEFICIENTES QUE IMPIDEN SU DESARROLLO COMERCIAL. PARA SATISFACER LAS CRECIENTES DEMANDAS DE SISTEMAS DE EES CON MAYORES DENSIDADES DE ENERGIA Y POTENCIA, EN MOFSIAN TAMBIEN SE PREVE EL DESARROLLO DE UNA METODOLOGIA DE FABRICACION INNOVADORA QUE PERMITA LA OBTENCION DE ANDAMIOS GRUESOS Y POROSOS BASADOS EN SILICIO CON ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL JERARQUIZADA Y MAYOR MASA DE MATERIAL ACTIVO. PARA ELLO, SE EMPLEARA UNA TECNICA DE FABRICACION ADITIVA COMO LA ESCRITURA DIRECTA DE TINTA, EN LA QUE LOS NANOCOMPOSITES HIBRIDOS DE SI OBTENIDOS PREVIAMENTE SERAN LOS COMPONENTES PRINCIPALES DE LAS TINTAS UTILIZADAS PARA LA IMPRESION 3D DE LOS MICROFILAMENTOS QUE CONFORMEN LOS ANODOS DE NUEVAS LIBS CON ALTA DENSIDAD ENERGETICA. EN TODO EL PROYECTO SE PERSEGUIRA UNA COMPRENSION COMPLETA DE LAS CORRELACIONES ENTRE EL DISEÑO DE MATERIALES, LOS PARAMETROS DE SINTESIS/PRODUCCION, LAS NANO/MICROESTRUCTURAS OBTENIDAS Y EL RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO.MOFSIAN DEBE SUPONER UN IMPORTANTE PASO ADELANTE EN EL CONOCIMIENTO CIENTIFICO SOBRE LAS LIBS, QUE EN CASO DE TENER EXITO PRODUCIRA UNA MEJORA CLAVE EN LA TECNOLOGIA Y LAS CAPACIDADES DE AQUELLAS LO QUE ABRIRIA NUEVAS POSIBILIDADES EN APLICACIONES EXISTENTES Y FUTURAS. ANOTECNOLOGIA\ACUMULACION ENERGETICA\IMPRESION 3D\ANODO NANOESTRUCTURADO\BATERIAS DE IONES DE LITIO\COMPOSITES\MOF\SILICIO