Investigación y desarrollo de sistemas energéticos avanzados aptos para productos de consumo del sector del juguete y ocio – SISENERGY

Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de prototipos de almacenamiento de energía con tecnologías de supercondensadores y baterías de ion Litio para juguetes que resistan elevadas densidades de potencia y energía. De este modo, aceptarán un gran número de ciclos de carga y descarga sin pérdida de eficiencia –alta ciclabilidad-.

Para este desarrollo se llevó a cabo la preparación de electrodos con nuevas formulaciones de materiales que permiten la obtención de altas capacidades específicas y conductividades eléctricas. Para lograr este cometido se han utilizado materiales carbonosos nanoestructurados, como grafenos, nanotubos de carbón o nanofibras de carbón- y se han desarrollado nuevas metodologías en la preparación de dichos electrodos.

Por su parte, para las baterías se llevó a cabo la preparación de electrodos -ánodos y cátodos- y el empleo de formulaciones de materiales que garantizaran altas conductividades eléctricas, altas capacidades de intercalación de iones Litio y excelente estabilidad química y estructural.

Estos resultados han sido obtenidos gracias a la utilización de aditivos conductores basados en el carbón -negros de humo, grafenos, nanotubos de carbón- y materiales activos -basados en grafitos y nanopartículas de silicio soportadas sobre grafito-.

En este proceso se ha ensamblado un primer prototipo de batería de ion-Litio en el que se utilizaron los electrodos desarrollados más aptos y que más tarde se validó, a través de su caracterización electroquímica.

Durante el proyecto, AIJU ha sido capaz de preparar electrodos para supercondensadores con nuevas formulaciones de nanomateriales que han mostrado altas capacidades específicas con electrolito orgánico tradicional (140 F/g) y muy bajas resistencias eléctricas.

Y gracias a la optimización de la formulación de estos electrodos se ha podido ensamblar un prototipo de supercondensador con una baja impedancia (ESR), una alta densidad de potencia (0.67 kW/Kg) y moderada densidad de energía (21 kW.h/Kg), capaz de ofrecer potencias máximas de 8 KW/Kg.

Así mismo, en cuanto a las baterías de ion-Litio, AIJU ha conseguido desarrollar electrodos con capacidades específicas próximas a las teóricas a corrientes suficientemente bajas. Y de este modo se ha disminuido drásticamente éstas a medida que aumenta la corriente.

También se ha podido comprobar que la adición de pequeñas cantidades de negros de humo y nanotubos de carbón a los electrodos ha mejorado ampliamente la respuesta de los electrodos a corrientes altas. La adición de silicio a los electrodos mejora sustancialmente la capacidad de almacenamiento de los electrodos, pero su ciclabilidad se ve empeorada debido a su menor estabilidad estructural.

Proyecto subvencionado por IVACE, Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial de la Generalitat Valenciana, cofinanciado en un 50% a través del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020, con expediente IMAMCE/2015/1

Sectores de aplicación:

• Bienes de consumo / indumentaria
• Energía y Agua

Áreas tecnológicas:

• Tecnologías energéticas
• Materiales composites
• Tecnologías de los composites

Contacto Coordinador:

• Nombre: Ruben Beneito
• Telefono: 965554475
• email: energia@aiju.es