Referència: UJI-2023-06
Títol: Interfícies STAbles innovadores per a bateries recarregables (INSTABat)
IP: Nuria Vicente Agut
Departament: Enginyeria química
Data inici: 01/01/2024
Data final: 31/12/2026
Import total: 36.000 €
Resum: El projecte INnovative STAble interfícies for rechargeable BATteries (INSTABat) proposa desenvolupar mitjançant enginyeria d’interfases electròlits sòlids per a bateries, aplicant un procés disruptiu de sinterització de materials ceràmics i els seus compòsits polimèrics amb capes interfacials multifuncionals a baixa temperatura (inferior a 200 ºC) i sotmès a altes pressions uniaxials, en presència d’una fase líquida transitòria que permeta controlar l’enginyeria intergranular, per a així maximitzar la difusió dels ions liti, minimitzar la conductivitat electrònica en els electròlits sòlids ceràmics i reduir la resistència interfacial amb els elèctrodes mitjançant una capa multifuncional en contacte amb cadascun dels elèctrodes. Aquesta tecnologia innovadora permetria evolucionar d’un procés de sinterització tradicional, on es requereixen, a vegades, fins a temperatures entre 1.000 ºC i 1.500 ºC, a un procés en què la temperatura màxima seria de 200 °C. Amb el valor afegit de la dràstica disminució de l’emissió de CO2 que comporta la reducció de la temperatura de sinterització, un benefici mediambiental clau en la transició energètica del sector industrial per a la descarbonització de 2050. A més, d’un estalvi econòmic considerable pel menor consum d’energia necessari per gram de material sinterizat. S’abordarà el desenvolupament de materials amb estructura cristal·lina tipus NASICON, Li1 6xM4 2-xM3 x(PO4)3 (M = Tu, Ge, Sn i M= Al). Concretament, la composició Li1, 3AlxTi2-x (PO4)3 (LATP) perquè presenta les millors conductivitats de la família NASICON. Aquest procés de sinterització per davall dels 200 °C permet la sinterització de compòsits amb polímers, ja que es treballa per davall de la seua temperatura de fusió. Ací, es proposa un electròlit sòlid basat en la idea polímer en ceràmica sinterizat en fred, que millorarà les propietats iòniques i farà que siguen competitius amb els valors que aconsegueixen els electròlits líquids (>10-3 S cm-1). A més, es dissenyarà una configuració multicapa on l’electròlit sòlid ceràmic tindrà capes multifuncionals que seran les que entraran en contacte directe amb l’ànode o càtode, per a això s’utilitzarà el mateix polímer que en l’electròlit híbrid amb additius que milloren la seua conductivitat i resistència mecànica. INSTABat sorgeix de la unió de dos camps habitualment independents: els coneixements del processament ceràmic i l’electroquímica de dispositius de magatzematge d’energia.