Baterías ligeras y sostenibles para vehículos eléctricos
Los vehículos eléctricos de batería y los vehículos eléctricos híbridos enchufables son cada vez más comunes en las carreteras europeas. Los consumidores reconocen las ventajas de los vehículos eléctricos (VE), como la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, unos motores más silenciosos y una menor dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo, el sector aún se enfrenta a importantes barreras de adopción, sobre todo en lo que respecta al coste de las baterías, la autonomía, el tiempo de carga y la sostenibilidad.
Carga más rápida de la batería, mejor rendimiento
El proyecto MARBEL(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, pretendía abordar esos retos diseñando y probando baterías de nueva generación ligeras, sostenibles y de alto rendimiento, responsables con el medio ambiente y con diseño circular. «Reducir el peso de la batería y optimizar la densidad energética significa que se necesita menos energía, lo cual significa que se pueden recorrer más kilómetros», explica Eduard Piqueras, coordinador del proyecto MARBEL del Centro Tecnológico Eurecat(se abrirá en una nueva ventana) (España). «También estudiamos la posibilidad de aumentar el rendimiento del sistema de baterías manteniendo las temperaturas a niveles óptimos para minimizar la degradación. Ello permite una carga más rápida de la batería y una mayor vida útil».
Integrar la circularidad en el diseño de las baterías
La circularidad(se abrirá en una nueva ventana) se integró desde las primeras fases de desarrollo de la batería. El equipo de MARBEL adoptó una filosofía de diseño modular, que favorece la reparabilidad, el desmontaje y la reutilización, elementos clave de una batería circular. Siempre que ha sido técnicamente posible, se ha dado prioridad al contenido reciclado, como en el caso de la carcasa de la batería, fabricada con un 60 % de aluminio reciclado, mientras que el diseño se ha centrado en el potencial de segunda vida de múltiples componentes.
Sistema inteligente de gestión de baterías
Asimismo, se construyó un sistema de gestión de baterías (SGB) para que actuara como el «cerebro» de la batería. El SGB incluye comunicación inalámbrica y control inteligente de la energía en tiempo real, y cada célula de la batería puede comunicarse directamente con el SGB a través de Bluetooth. Menos cables también significa menos coste, menos peso y menos complejidad. Además, se construyó un banco de pruebas de baterías flexible para evaluar el rendimiento de los prototipos de baterías MARBEL. El banco de pruebas era capaz de comunicarse a distancia con un banco de pruebas de motores, lo cual permitía realizar pruebas entre laboratorios a distancia. También se utilizó la inteligencia artificial para el tratamiento de datos. Los prototipos de baterías MARBEL demostraron avances en la resolución de las dos principales preocupaciones de los consumidores: la limitada autonomía de los vehículos y los largos tiempos de carga. Además, se tomaron medidas importantes para abordar la complejidad del mantenimiento y los costes generales, a la vez que se incorporaban principios de sostenibilidad a lo largo de todo el ciclo de vida.
Fomentar las aplicaciones de segunda vida
El equipo de MARBEL también abordó la gestión del final de la vida útil y las aplicaciones de segunda vida. Para ello, se han puesto en marcha estrategias de recuperación de materiales críticos de alta pureza, como litio, níquel, manganeso, cobalto y grafito, procedentes de baterías al final de su vida útil. Este método es esencial para garantizar el cumplimiento del Reglamento europeo sobre baterías(se abrirá en una nueva ventana). El equipo de MARBEL también demostró cómo las aplicaciones de segunda vida pueden ampliar la utilidad de las baterías, con estudios de viabilidad centrados en las motocicletas eléctricas. La arquitectura modular facilitó el desmontaje y la reconfiguración, permitiendo una integración fácil en soluciones de movilidad alternativas. Este método mejora la eficiencia de los recursos y prolonga la vida funcional de los componentes, reduciendo el impacto ambiental en toda la cadena de valor de las pilas. «Nuestro objetivo desde el principio era apoyar la adopción de los VE mediante baterías que no solo fueran de alto rendimiento, sino también más circulares y sostenibles», concluye Piqueras. «Así deberán ser las baterías del futuro: inteligentes, eficientes y sostenibles desde el diseño». En total se identificaron unos veinte resultados explotables, que ahora se explorarán mediante futuros proyectos y la colaboración con el clúster COLLABAT(se abrirá en una nueva ventana). Los conocimientos técnicos generados en el proyecto MARBEL son la base de nuevos desarrollos de baterías más sostenibles y circulares.