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PCI2024-153478

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Ciencias matemáticas

EL DESARROLLO DE BATERIAS FIABLES, SEGURAS, RECICLABLES Y, AL MISMO TIEMPO, POTENTES Y RENTABLES ES CLAVE PARA LA MOVILIDAD Y EL SUMINISTRO ENERGETICO SOSTENIBLES. SIN EMBARGO, EL AUMENTO DEL USO DE BATERIAS EXIGE MEDIDAS PARA CON... ver más

01/01/2024

UCM

175K€

Presupuesto del proyecto: 175K€

Líder del proyecto

Universidad Complutense de Madrid No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3277

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Líder del proyecto

Universidad Complutense de Madrid No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3277

Presupuesto del proyecto 175K€

Descripción del proyecto EL DESARROLLO DE BATERIAS FIABLES, SEGURAS, RECICLABLES Y, AL MISMO TIEMPO, POTENTES Y RENTABLES ES CLAVE PARA LA MOVILIDAD Y EL SUMINISTRO ENERGETICO SOSTENIBLES. SIN EMBARGO, EL AUMENTO DEL USO DE BATERIAS EXIGE MEDIDAS PARA CONSERVAR LOS RECURSOS Y AUMENTAR LA EFICIENCIA. EN LA ACTUALIDAD, LAS BATERIAS RECARGABLES DE IONES DE LITIO (LIB) DOMINAN EL MERCADO DE LAS BATERIAS PARA DISPOSITIVOS ELECTRONICOS MOVILES Y SE CONSIDERAN LA OPCION MAS PROMETEDORA PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LOS VEHICULOS ELECTRICOS (EV) Y EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA EN RED. AL MISMO TIEMPO, OTRAS BATERIAS DE IONES METALICOS (MIB), COMO LAS DE NA-ION (SIB), SE ESTAN CONVIRTIENDO EN UNA ALTERNATIVA MAS BARATA Y SOSTENIBLE, AUNQUE SU TRL SIGUE SIENDO RELATIVAMENTE BAJO EN LA ACTUALIDAD. EN TODOS LOS CASOS, HAY QUE SEGUIR MEJORANDO LA DENSIDAD DE ENERGIA Y POTENCIA, LA CAPACIDAD DE CARGA RAPIDA Y LA VIDA UTIL, ASI COMO PARA REDUCIR LOS COSTES DE FABRICACION Y PERMITIR EL RECICLADO COMPLETO DE LAS MIB. LAS BATERIAS DE DOBLE ION (DIB) SON UNA ALTERNATIVA PROMETEDORA A LAS MIB, EN LAS QUE EL CATODO SE SUSTITUYE POR MATERIALES DE INTERCALACION ANIONICA CON UN ALTO VOLTAJE DE HASTA 5,2 V, MIENTRAS QUE EL ELECTROLITO PROPORCIONA TANTO LOS CATIONES COMO LOS ANIONES QUE SE ALMACENAN EN LOS ELECTRODOS. EN COMPARACION CON LAS LIBS, LAS DIBS SON PARTICULARMENTE VENTAJOSAS EN TERMINOS DE ESTABILIDAD CICLICA, DENSIDAD DE POTENCIA Y ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES Y DE COSTE.SUSHIBATT DESARROLLA UN NOVEDOSO CONCEPTO HIBRIDO QUE COMBINA LAS VENTAJAS ESPECIFICAS DE LAS MIB Y LAS DIB Y OFRECE PROPIEDADES SINERGICAS EN TERMINOS DE CAPACIDAD DE CARGA RAPIDA. PARA ELLO, INICIALMENTE SE DISEÑA UN CATODO HIBRIDO CONSISTENTE EN UNA MEZCLA DE UN MATERIAL DE INTERCALACION DE LI DE ALTO VOLTAJE Y UNA ESPECIE DE CARBONO DE INTERCALACION ANIONICA, QUE PERMITE LA ACTIVIDAD SIMULTANEA DE IONES LI Y ANIONES EN UN ELECTRODO. ADEMAS DE REDUCIR LAS CANTIDADES NECESARIAS DE LI Y DE COSTOSOS OXIDOS METALICOS DE TRANSICION, ESTE ENFOQUE ELIMINA EL COBALTO Y SE ESPERA QUE MEJORE NOTABLEMENTE LAS PROPIEDADES ELECTROQUIMICAS. ESTOS CATODOS HIBRIDOS FUNCIONAN A TENSIONES ELEVADAS DE HASTA 5,2 V, LO QUE PROPORCIONA UNA ALTA DENSIDAD ENERGETICA. LA PRESENCIA DE UNA ESPECIE ELECTROQUIMICAMENTE ACTIVA ADICIONAL (ANIONES) REDUCE LAS LIMITACIONES DE DIFUSION EN EL ELECTROLITO, LO QUE SE TRADUCE EN UNA ALTA DENSIDAD DE POTENCIA Y UNA CAPACIDAD DE CARGA RAPIDA. SE INVESTIGA EL RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO DEL CATODO HIBRIDO CON RESPECTO A LOS SISTEMAS DE REFERENCIA LIB Y DIB. PARA AUMENTAR LA CAPACIDAD DE TRANSFERENCIA, LA ESTABILIDAD A ALTO VOLTAJE Y LA VIDA UTIL DEL CICLO, EL CATODO HIBRIDO SE RECUBRE CON UNA FINA CAPA PROTECTORA MEDIANTE DEPOSICION DE CAPAS ATOMICAS (ALD). EL RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO DEL CATODO HIBRIDO SE OPTIMIZA MEDIANTE EL DESARROLLO DE ELECTROLITOS ESPECIFICOS, TENIENDO TAMBIEN EN CUENTA ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES, DE SEGURIDAD Y DE COSTES. LOS DESARROLLOS VAN ACOMPAÑADOS DE MODELIZACION MATEMATICA Y SIMULACION PARA APOYAR LA ELUCIDACION DEL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y REDUCIR EL ESFUERZO EMPIRICO EN TERMINOS DE OPTIMIZACION DEL DISEÑO DE ELECTRODOS Y CELDAS. CON BASE EN LOS AVANCES DEL PROYECTO, TAMBIEN SE CONSIDERAN CONCEPTOS DE PROCESADO Y RECICLADO DE CELDAS DE BATERIA CON CATODO HIBRIDO. EL PROYECTO COMIENZA EN TRL 1-2 Y ASPIRA A ALCANZAR TRL 3-4 AL CABO DE 3 AÑOS. POR ULTIMO, SE DEMOSTRARA LA APLICABILIDAD GENERAL DEL ENFOQUE TRANSFIRIENDOLO A CATODOS HIBRIDOS BASADOS EN NA (TRL 2). MODELIZACION MATEMATICA\VOLTAJE\ELECTROLITO\ELECTRODOS\BATERIAS DE ION DUAL\DENSIDAD DE POTENCIA\DENSIDAD DE ENERGIA\CATODOS HIBRIDOS\OPTIMIZACION\SIMULACION

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