El Gobierno de EE.UU. financia con millones la investigación de las principales baterías de estado sólido para vehículos eléctricos

Una tecnología de baterías de estado sólido que puede utilizarse en el marco de las baterías ternarias tradicionales de ión-litio (Li-ion), la invención de carga rápida de Solid Powerasí como una investigación de la Universidad de Maryland que puede conducir a un aumento de la densidad energética y la longevidad de las pilas de estado sólido, figuran entre los proyectos financiados por una nueva subvención del Departamento de Energía de EE UU.

En total, cuatro empresas de baterías de estado sólido recibirán financiación gubernamental, lo que representa un tercio del paquete de 12 proyectos que el Departamento de Energía financiará con la subvención de 42 millones de dólares. El resto abarca desde tecnologías de baterías de potasio y sodio hasta simulaciones predictivas de las tasas de fallo:

• 24M Technologies (Cambridge, MA) desarrollará baterías de sodio metálico de bajo coste y carga rápida con buen rendimiento a baja temperatura para vehículos eléctricos. el diseño de la célula de 24M incorporará (1) su cátodo ultragrueso SemiSolid, compuesto por un avanzado material activo de cátodo de sodio sin cobalto ni níquel, (2) un electrolito avanzado de carga rápida a baja temperatura desarrollado mediante aprendizaje automático y tecnología de cribado automatizado de alto rendimiento, y (3) un superconductor iónico de sodio. (Importe de adjudicación: 3.198.085 dólares)
• Ampcera (Tuscon, AZ) desarrollará una batería de estado sólido que incorpora una tecnología de célula térmicamente modulada (TMCT), desarrollada por EC Power, que se utilizó en baterías convencionales de iones de litio (Li-ion) para alimentar autobuses durante los Juegos Olímpicos de Invierno de 2022. La TMSSB consta de un ánodo de silicio de alta capacidad y un cátodo de óxido de litio manganeso cobalto rico en níquel y alto voltaje. La combinación del TMCT con un electrolito de estado sólido altamente conductor de iones permitirá una carga rápida en condiciones ambientales. El TMCT también permite tiempos de arranque en frío inferiores a un minuto a temperaturas ambiente de -20 °C, lo que hace que el TMSSB sea ventajoso en climas fríos. (Importe de adjudicación: 2.120.120 dólares)
• El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (Golden, CO) evaluará datos y parámetros representativos de los riesgos de las células de próxima generación. El proyecto permitirá comprender los mecanismos de fallo, las vías de reacción, los modos y efectos de los fallos, las normas de ensayo revisadas y las nuevas capacidades y herramientas para ayudar a reducir los riesgos de la adopción de células de nueva generación para aplicaciones comerciales. (Importe de la subvención: 3.425.000 dólares)
• La Universidad Estatal de Ohio (Columbus, OH) ampliará su prototipo de tecnología de baterías de alta potencia, capaz de tolerar cargas rápidas y demostrar una longevidad muy superior a la de las actuales células de ión-litio de última generación. (Importe de la subvención: 3.876.363 dólares)
• El Proyecto K (Palo Alto, California) desarrolla y comercializa una batería de iones de potasio que funciona de forma similar a las baterías de iones de litio. Las propiedades fundamentales del sistema de iones de potasio le permiten cargarse mucho más rápidamente que las baterías de iones de litio y funcionar a temperaturas reducidas. (Importe de la subvención: 2.587.618 dólares)
• Sandia National Laboratories (Albuquerque, NM) desarrollará un novedoso marco predictivo de simulación/modelado y pruebas para evaluar el material de las baterías avanzadas y la seguridad de las celdas en una fase temprana. (Importe de la subvención: 3.700.000 dólares)
• Solid Power Operating (Thornton, CO) desarrollará un ánodo metálico de Li estructurado en 3D y un novedoso cátodo compuesto de azufre (S) para hacer posibles células de batería de alta energía y carga rápida para vehículos eléctricos. (Importe de adjudicación: 5.600.000 dólares)
• South 8 Technologies (San Diego, California) desarrollará celdas de baterías de iones de litio de alta potencia con capacidad de carga rápida utilizando una novedosa tecnología de electrolito de gas licuado (LiGas). South 8 Technologies aprovechará las ventajas inherentes de seguridad, alta potencia y baja temperatura del electrolito LiGas en combinación con un cátodo de óxido de litio níquel manganeso (LNMO) de alta energía, bajo coste y sin cobalto. (Importe de adjudicación: 3.152.000 dólares)
• Tyfast Energy (San Diego, California) utilizará una nueva combinación de materiales de electrodos y química de electrolitos para crear una batería de alta densidad energética, carga ultrarrápida y larga vida útil. (Importe de la subvención: 2.823.199 dólares)
• La Universidad de Maryland (College Park, Maryland) aumentará la capacidad de carga/descarga, la densidad energética y el margen de temperatura de funcionamiento de las baterías de litio metal de estado sólido. (Importe de la subvención: 4.852.733 $)
• Virginia Tech (Blacksburg, VA) desarrollará baterías para VE que utilicen cátodos sin cobalto ni níquel, electrolitos de carga rápida y para todo tipo de clima, y ánodos de carga rápida y alta capacidad derivados del carbón. Al eliminar el uso de cobalto y níquel en los cátodos, el coste de éstos se reducirá en un 50%. Además, el uso de un ánodo de carbón/carbón/silicio resolverá los problemas medioambientales de los residuos de carbón y reducirá el coste del ánodo en un 75% en comparación con un ánodo de grafito. (Importe de adjudicación: 2.945.000 dólares)
• Zeta Energy (Houston, TX) creará un nuevo ánodo con un alto contenido en Li que además es muy accesible y recargable. Las características físicas y químicas complementarias del cátodo y el ánodo permitirán altas velocidades de carga transformacionales y estabilidad a largo plazo, minimizando al mismo tiempo las pérdidas de rendimiento a bajas temperaturas. (Importe de la subvención: 4.000.000 $)

La mayor subvención en este caso es para Solid Power, que también obtuvo 20 millones de dólares de su socio BMW para licenciar el diseño de la célula y la producción de electrodos, mientras que su electrolito de sulfuro de estado sólido personalizado, que sigue siendo propiedad intelectual de Solid Power, se entregará por separado. Precisamente el aumento de la producción del electrolito de estado sólido puede requerir los 5,6 millones de dólares en subvenciones públicas que el Departamento de Energía concede ahora a Solid Power.

Anteriormente, el Departamento de Energía de EE.UU. ( ) también concedió 11 millones de dólares a la Universidad de Michigan para la investigación de baterías de estado sólido con iones cerámicos con iones cerámicos. Junto con la actual ronda de apuestas federales por la tecnología de baterías, que se inclina hacia la investigación y el desarrollo de baterías de estado sólido, parece que el gobierno de EE.UU. está dispuesto a dar a las empresas estadounidenses la financiación necesaria para ponerse a la altura de los gigantes chinos de las baterías que ya están en la fase de comercialización de estas tecnologías de baterías incipientes.

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