La Comunidad de Madrid financia el proyecto MADBAT, que investiga baterías de ion-litio más eficientes, seguras y sostenibles. En el consorcio participan empresas, centros de investigación y universidades, entre ellos los institutos IMDEA Materiales e IMDEA Energía y la Universidad Rey Juan Carlos. La iniciativa busca reforzar la cadena de valor regional de las tecnologías de almacenamiento electroquímico.
IMDEA Materiales aporta su experiencia en simulación avanzada, modelado multifísico y desarrollo de componentes para estudiar uno de los retos de las próximas generaciones de baterías: los daños mecánicos causados por los cambios de volumen de los materiales activos durante la carga y la descarga.
El silicio, una alternativa para los ánodos
Ese mecanismo físico, inherente al funcionamiento de las baterías, puede reducir su rendimiento y vida útil. El problema es especialmente relevante para el silicio, uno de los materiales con mayor potencial para los ánodos de próxima generación: su capacidad teórica de almacenamiento de energía puede ser hasta diez veces superior a la del grafito que se utiliza actualmente, lo que permitiría aumentar de forma significativa la autonomía de los vehículos eléctricos.
El silicio también es abundante y podría contribuir a reducir la dependencia europea de materias primas críticas. Floatech, el primer spin-off de IMDEA Materiales y socio de MADBAT, figura entre los líderes mundiales en el desarrollo de ánodos de silicio. Sin embargo, este material puede experimentar cambios de volumen de hasta un 300%, que favorecen daños mecánicos y limitan su uso comercial.
Modelos para reducir la degradación
El proyecto desarrollará modelos computacionales avanzados para predecir el comportamiento de los materiales y las baterías a distintas escalas y establecer criterios de diseño que permitan minimizar la degradación mecánica. También llevará a cabo actividades experimentales para obtener parámetros y validar los modelos.
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