Estudio de caso Universidad Wuppertal

La tecnología de las baterías ha conseguido enormes avances en los últimos años y tiene cada vez más importancia en la acumulación de energías renovables y la electrificación del transporte. Con el fin de seguir el ritmo de esta evolución y ampliar aún más su papel en la investigación sobre baterías, tanto en el plano de las celdas como de los módulos, el laboratorio de baterías que entró a funcionar a finales de 2022 en la Universidad de Wuppertal está equipado con una completa estructura de ensayo, en que desempeñan una labor importante las cámaras de temperatura variable MK de BINDER.

La creación del laboratorio de baterías se inició con la adquisición de comprobadores de baterías capaces de verificar las celdas y los módulos. En el curso de las investigaciones siguientes se determinó qué cámaras de temperatura variable ofrecían la máxima compatibilidad con los comprobadores y se escogieron los modelos MK 115 y MK 720 de BINDER, con equipamiento de seguridad adicional. Además de su gran compatibilidad, también fueron decisivos para la adquisición la rápida velocidad de variación de temperatura y el rango de temperatura más amplio que se podrá usar en las comprobaciones futuras.

Si bien en las primeras fases de planificación se presuponía la necesidad de un rango de temperatura de −20 a +180 °C, pronto se hizo evidente que las cámaras BINDER de −40 a +180 °C resultaban perfectas y suponían una inversión claramente mejor para el futuro. En la comprobación de baterías de alta tensión son fundamentales diferentes normas como el reglamento n.º 100 de la CEPE/ONU y las normas CEI 62660-1 o ISO 62660-1, que establecen, entre otros, requisitos de seguridad, potencia y durabilidad para las baterías de iones de litio, incluidas las baterías de alta tensión.

Un aspecto importante a la hora de elegir el equipo fue naturalmente el cumplimiento de todas las normas necesarias para garantizar que se satisfacen los requisitos que exige un uso seguro y eficiente. También en este punto salieron ganando las cámaras BINDER.
 

Ensayos de inicialización en el laboratorio de baterías: comprobaciones de celdas controladas por software

La todavía breve historia del laboratorio de baterías ha comenzado con ensayos de inicialización. Para ellos se han creado, por ejemplo, secuencias de programas de software diseñadas para la comprobación de baterías a nivel de celda. Los perfiles de ensayo/carga definidos se componen de parámetros de comprobación como la velocidad de carga, la potencia de carga, la duración y la temperatura ambiental deseada. El software controla la interacción eficiente del equipo conectado. Aquí cobra gran importancia la antes mencionada compatibilidad del equipo.

UniZub: nueva tecnología que revolucionará el reciclaje de las baterías de los vehículos eléctricos

Un primer proyecto de investigación concreto ha comenzado ya su andadura con el nombre de «UniZub». Este trabajo de investigación se desarrolla en el marco de la cooperación con AWG Wuppertal, que, entre otras actividades, opera un centro de reciclaje de automóviles. La cantidad de vehículos eléctricos allí aparcados va en aumento, lo que representa un enorme desafío de reciclaje, puesto que no se sabe nada del estado de las baterías de alta tensión que incorporan, como si de «cajas negras» se tratase.

Con ayuda de simulaciones informáticas y ensayos prácticos en el laboratorio de baterías, se están desarrollando las bases para crear un evaluador de estado universal que en el futuro permitirá conocer el estado real de las baterías de alta tensión. Solo si se dispone de estos decisivos datos se puede tomar una decisión sobre la posible reutilización de la batería («segunda vida» o reciclaje de los componentes).

Baterías del futuro: más energía, vida útil más larga y alternativas más ecológicas

El perfeccionamiento de las baterías de iones de litio continúa centrado en aumentar la densidad de potencia y la durabilidad, reducir los costes de producción y mejorar la seguridad. Para ello, se investigan y desarrollan nuevos materiales, como las baterías de estado sólido. También se fomenta la integración de baterías en diferentes aplicaciones, como los vehículos eléctricos y los acumuladores de energía estacionarios. Además, está cobrando cada vez más importancia el desarrollo de métodos de reciclaje de baterías de iones de litio, que permitirán reducir el impacto medioambiental y minimizar la demanda de materias primas.

A la par del perfeccionamiento de las baterías de iones de litio, se investiga con intensidad también otras tecnologías alternativas, como las baterías de iones de sodio, que tienen el potencial de sustituir al litio como materia prima fundamental y que en el futuro podrían resultar más económicas y ecológicas en ciertas aplicaciones que las baterías de iones de litio.