Prototipo de batería para vehículos autónomos y eléctricos

El sector automotriz tiene gran relevancia en el desarrollo económico del país y ciertas regiones de México, como la región sureste de Coahuila. Ante esto, el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) lidera el Laboratorio Nacional en Innovación y Desarrollo de Materiales Ligeros para la Industria Automotriz (Laniauto). Esta iniciativa tiene como objetivo fomentar el desarrollo de la industria automotriz mediante materiales avanzados para este sector y asesorías especializadas para las empresas de Coahuila y otros lugares, según sus necesidades y problemáticas. Con el desarrollo de vehículos eléctricos y autónomos, junto con otras tecnologías automotrices sustentables, el almacenamiento de energía es un tema fundamental en el sector. Actualmente, a través de Laniauto y un proyecto de Cátedras Conacyt, científicos trabajan en la generación de materiales avanzados para su aplicación en baterías de litio y mejorar su capacidad de almacenamiento energético, de forma más sustentable y con aplicación directa en empresas automotrices en el futuro. “Propusimos inicialmente que este laboratorio (Laniauto) fuera un laboratorio que integrara diferentes capacidades, tanto de nuestras instituciones socias, así como ir sumando capacidades de otras instituciones”, comentó el doctor Ernesto Hernández Hernández, catedrático Conacyt adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y responsable técnico del proyecto Laniauto. A partir de un proyecto enfocado en el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energías renovables basados en baterías de iones de litio, la doctora Rosa Martha Jiménez Barrera, investigadora Catedrática Conacyt adscrita al Departamento de Síntesis de Polímeros del CIQA, trabaja en materiales avanzados para optimizar el uso de energía en vehículos eléctricos y autónomos. Rosa Martha Jiménez Barrera, investigadora Catedrática Conacyt; Dr. Ernesto Hernández Hernández, catedrático Conacyt adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y responsable técnico del proyecto Laniauto. “Estamos trabajando en materiales para el aprovechamiento de energías renovables, específicamente para el desarrollo de baterías de iones de litio. Una de nuestras líneas de investigación es el desarrollo de materiales poliméricos y grafénicos para su uso en las baterías electroquímicas, basadas en la tecnología de iones de litio”. La investigadora señaló que otra razón importante para generar estos materiales alternativos es la sustentabilidad, ya que la industria automotriz es uno de los principales consumidores de petróleo y sus productos derivados. La limitada capacidad de almacenamiento en aplicaciones de gran demanda de energía, como ocurre con los automóviles, es uno de los principales problemas sobre este tema. “En lo que se refiere a la mejora en la capacidad de almacenamiento, estamos trabajando con materiales poliméricos y materiales grafénicos, ambos de distinta naturaleza. En el caso de los materiales grafénicos, estamos realizando modificaciones de grafenos con heteroátomos de nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P) para mejorar la capacidad de almacenamiento de los iones”, explicó Jiménez Barrera. Además de la dificultad en las tecnologías de los sistemas de almacenamiento de energía, se presentan dos problemas principales particularmente con las baterías de litio: la volatilidad y la flamabilidad de sus compuestos. Escalamiento a futuro Los científicos experimentaron con diferentes tratamientos y materiales "verdes", con la finalidad de disminuir costos y poder sustituir electrodos comerciales con metales pesados como el cobalto (Co). “Estamos sustituyéndolo con otros (materiales) de origen a base de carbono y, hasta ahora, hemos podido implementar y formular electrodos con los materiales grafénicos que estamos haciendo y hemos alcanzado resultados favorables en cuanto a la capacidad de almacenamiento y la velocidad de carga”, puntualizó Jiménez Barrera. Los especialistas aclararon que los prototipos que han hecho, hasta el momento, no son a nivel de batería para automóviles, sino dispositivos de baterías convencionales tipo moneda o botón. Durante el desarrollo de prototipos, los investigadores del CIQA contaron con la colaboración del doctor Guadalupe Ramos Sánchez, Catedrático Conacyt adscrito a la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Iztapalapa y el doctor Ignacio González Martínez, investigador consolidado de la misma universidad, quienes colaboraron con su experiencia en el ensamblado de baterías de litio y su caracterización electroquímica. Este trabajo conjunto con el grupo de electroquímica de la UAM Iztapalapa y las estancias de estudiantes de posgrado del CIQA en esta institución, permitió que los materiales pudieran aplicarse y utilizarse en baterías de iones de litio tipo botón o moneda. A futuro, en el proyecto está contemplada la transferencia de tecnología. Sin embargo, los especialistas indicaron que las celdas electroquímicas o electrodos generados aún requieren otro tipo de pruebas para su fortalecimiento y escalado. Los especialistas continuarán la experimentación con distintos métodos "verdes", libres de solventes, para lograr el escalamiento de forma sustentable. Fuente: Cluster Industrial +