Residuos vegetales para fabricar las baterías del futuro
Un proyecto valenciano desarrolla una planta para producir materiales alternativos al grafito procedentes de cáscaras y restos de poda para reemplazarlo en los equipos de ion litio
En plena transición energética está claro que una de las grandes bazas para conseguir una mayor electrificación pasa por la implantación de sistemas de almacenamiento y de la extensión de los usos de las baterías eléctricas de ion litio. Sin embargo, uno de los puntos débiles de esos equipos con los que precisamente se confía en resolver la dependencia energética es que la producción de algunas de sus materias primas fundamentales se concentra en pocos países. Una cuestión que vuelve a estar sobre la mesa con el impacto de la guerra en Ucrania.
Precisamente la posibilidad de contar con alternativas para abastecer un sector que será clave es uno de los motivos que ha llevado a dos centros tecnológicos valencianos, el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y el Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) a colaborar en un proyecto para poner en marcha una planta piloto que permita transformar residuos como huesos de aceituna, la cascara de almendra, la astilla de pino o los restos de poda en la base de estos componentes imprescindibles para las baterías de ion litio. Un proceso que también puede reaprovechar otros desechos, como los lodos y fangos procedentes de depuradoras.
Ese es el objetivo del programa bautizado como Circular Carbon, que cuenta con 850.000 euros para el desarrollo de esta planta de demostración y que ha sido financiado por el Ivace. Según explican desde el ITE, que coordina y lidera esta iniciativa, mediante un proceso termoquímico estos residuos son transformados en biocarbones, que posteriormente se convierten en carbones activados. A partir de ese desarrollo, el centro valenciano ha diseñado e implementado un demostrador que permite probar para la fabricación e integración de celdas de baterías de ion litio de futura generación. De esa forma, a partir del carbón sostenible obtenido se pueden fabricar electrodos anódicos de las futuras baterías eléctricas mediante técnicas de impresión como la serigrafía.
Actualmente para fabricar estos componentes se utiliza el grafito. “Resulta un material crítico para la Unión Europea debido a la dependencia de su importación desde países terceros, fundamentalmente China”, indica Iván Esteve, investigador del centro tecnológico. Una coyuntura que se ve agravada por el incremento exponencial de la fabricación de baterías tanto para aplicaciones en el vehículo eléctrico como en dispositivos electrónicos. De ahí la importancia de poder crear un sistema de producción alternativo que, además, permita dar salida a residuos existentes en abundancia y, de paso, resuelve su impacto ambiental. Además, todo el proceso ya está diseñado para ser integrado en su totalidad con energías procedentes de fuentes renovables, señalan los responsables del proyecto.
La planta piloto Circular Carbon, que se ha instalado en las instalaciones del ITE, ya ha pasado la primera de las fases de su puesta en marcha, con su validación para transformar residuos del sector forestal como es la astilla de pino. Ahora se encuentra en la fase de puesta a punto para optimizar el proceso en función del tipo de residuo y las propiedades de los carbones obtenidos. Los equipos están diseñados para tratar hasta 5 kilos por hora de residuo, lo que permite realizar pruebas a nivel de demostrador para poder optimizar y validar todas las etapas antes de diseñar un proceso industrial.
Por su parte, el ITC ha participado en la validación de los carbones activados sostenibles fabricados en la planta piloto. Estos productos también pueden ser empleados en procesos de depuración de aguas residuales o para la purificación de gases tóxicos procedentes de las emisiones industriales, como los de la industria cerámica, aplicaciones que precisamente centran la labor de ese centro tecnológico. Precisamente algunas empresas de ese sector industrial han mostrado interés por el proyecto y las posibilidades de desarrollar formulaciones de tintas basadas en carbón sostenible para la fabricación de electrodos de baterías por serigrafía para abrir nuevos nichos de negocio. También empresas relacionadas con la gestión de residuos y del sector de los materiales han querido conocer de primera mano el proyecto.
Junto con este desarrollo, el ITE también trabaja en otras iniciativas para desarrollar nuevos materiales más sostenibles que puedan ser utilizados en las baterías de nueva generación, como el denominado Sinclair.