Cuando necesitas una batería que ofrezca mejores prestaciones que las tecnologías tradicionales, sea más sostenible y más competitiva en coste”
La batería de Aluminio-ion solamente utiliza materias primas sostenibles, compatibles con el ser humano, con una tasa alta de reciclaje y muy bajo impacto medioambiental, obtenidas de manera ética y respetuosa tanto con el medio ambiente como con el ser humano.
Para la fabricación de nuestros ánodos utilizamos:
A través de la cristalización fraccionada, proceso de fabricación segregado, el consumo de energía requerido se reduce de manera rotunda.
No contienen metales pesados, tóxicos o cancerígenos (a diferencia de las baterías de plomo-ácido y níquel-Cadmio), no son inflamables, no generan puntos calientes durante el proceso de carga por lo que no son susceptibles de arder o explotar.
En cualquiera de sus configuraciones.
No requieren condiciones especiales en su transporte, excepto las que apliquen a baterías con electrolito líquido, o por riesgo eléctrico superasen una tensión de corriente continua en bornes superior a 60 Vcc.
Son más seguras de fabricar, almacenar y transportar por tierra, mar y aire.
La tecnología de Aluminio-ion recibió el Sello de Excelencia en la convocatoria extraordinaria del programa H2020 EIC Accelerator Pilot – SME Instrument – Green Deal call, como reconocimiento a su propuesta de calidad evaluada en un entorno competitivo y su contribución al objetivo del Pacto Verde Europeo relacionado con la transición de la industria hacia una economía limpia y circular.
Desde el punto de vista económico, el aluminio es el metal más abundante de la corteza terrestre (8.3% en peso) y el tercer elemento con más presencia después del oxígeno y el silicio.
Presenta una industria muy avanzada y desarrollada para su obtención y reciclaje.
Por otro lado, el gasto energético y económico que supone la obtención de las materias primas de los electrodos de aluminio es entre 3 y 5 veces más bajo que el necesario para la obtención de la materia prima de los electrodos en las baterías de litio.
El coste de producción de las baterías de Aluminio-ion se reduce con respecto a las baterías de litio-ion y es más competitivo frente a las baterías de plomo-ácido y níquel-cadmio.
Como el resto de materias primas implicadas no presentan volatilidad en sus precios e incluso algunas son obtenidas como subproductos de otros procesos de la industria química y siderúrgica, ofrece oportunidades de revalorización y favorece la economía circular.
| Tecnología | Litio-ion | Plomo-ácido | Níquel-Cadmio | Aluminio-ion |
|---|---|---|---|---|
| Energía específica (Wh/kg) | 90 – 200 | 25 – 40 | 20 – 40 | 30 – 80 |
| Ciclos | 2.000 | 1.800 | 1.000 | 6.000 |
| Profundidad de descarga, DOD (%) | 80 | 60 | 100 | 100 |
| Factor de corrección por DOD (%) | 20 | 40 | 0 | 0 |
| Eficiencia (roundtrip, %) | 95 | 70 | 65 | 90 |
| Factor de corrección por eficiencia (%) | 5 | 30 | 35 | 10 |
| CAPEX (€/kWh) | 300 | 150 | 400 | 100 |
| Coste por kWh almacenado y ciclo (€/kWh·ciclo) | 0,19 | 0,15 | 0,54 | 0,02 |
Las baterías de Aluminio-ion ofrecen 6.000 ciclos al 100% de profundidad de descarga y mantienen sus prestaciones iniciales, con una eficiencia del 90%.
Para una batería de 1 kWh, con el mismo aporte de energía, el coste por kWh y ciclo se reduce hasta los 0,02 €, en comparación con los 0,19 €/kWh y ciclo para una batería de Litio-ion, los 0,15 del Plomo-ácido y los 0,54 del Níquel-Cadmio.
Tras alcanzar un nivel de madurez tecnológico adecuado, es el momento de salir del laboratorio e iniciar el camino de escalar la tecnología hasta un producto comercial. Con nuestra línea piloto de prototipos de celdas de Aluminio-ion somos capaces de ofrecer diferentes soluciones de baterías para aplicaciones estacionarias.
¿Interesado en conocer más sobre nuestros prototipos de Aluminio-ion?
Desde su nacimiento en 2013, Albufera ha basado su actividad principal en la investigación de alta calidad para el desarrollo de baterías de aluminio, mediante la participación en proyectos nacionales e internacionales, en solitario o consorcio en convocatorias relevantes.
Desarrollo de una batería Aluminio-aire recargable
(2013 – 2015)
Convocatoria CDTI
Exp: XP 00065654 / IDI-20131124
High Specific Energy Aluminium-ion rechargeable decentralised electricity generation sources.
(2015 - 2019)
Convocatoria H2020-NMP13-2014 (GA: 646286)
This project is funded by the European Union
Al-air Primary cells for Growing Energy Storage Markets
(2015 – 2016)
Convocatoria Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO)
Horizonte Pyme Program
Batería de Aluminio-aire primaria para la alimentación de dispositivos portátiles en aplicaciones militares
(2015 – 2017)
Convocatoria Ministerio de Defensa
PROGRAMA COINCIDENTE
Exp. 1003215003300
2016
Convocatoria INCENsE Accelerator led by ENEL& ENDESA
INCENSe Project Has Received Funding From The European Union Seventh Framework Programme Under Grant Agreement N° 632852
Convocatoria Ministerio de Economía Industria y Competitividad (MINECO)
(2016 – 2019)
Programa Retos Colaboración-2015
RTC-2015-4471-3
Cátodos de alta eficiencia para baterías recargables metal-aire
(2016 – 2019)
Convocatoria Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MINECO)
Programa Torres Quevedo
PTQ-14-07037
Sulfur-Alumium Battery with Advanced Polymeric Gel Electrolytes
Batería de Azufre-Aluminio con electrolitos avanzados de Gel polimérico.
(2017 – 2020)
Convocatoria H2020-FETOPEN-1-2016-2017 CALL.
GA Nº 766581
This project is funded by the European Union
Renewable Energy for self-sustAinable island CommuniTies
Energía Renovable para comunidades isleñas auto sostenibles.
(2019 – 2022)
Convocatoria H2020-LC-SC3-2018-ES-SCC (GA: 824395)
This project is funded by the European Union
Metal-air battery integration for cargo compartment fire suppression
Desarrollo de baterías Metal-aire para inertización del compartimento cargo en aviones.
(2020 – 2022)
Convocatoria H2020-CS2-CFP11-2020-01.
GA: 101008179
Clean Sky 2 Joint Undertaking initiatives
A través de un compromiso interno de innovación, hemos avanzado en diferentes configuraciones de la batería de aluminio, y en el desarrollo de nuevos electrolitos y materiales para electrodos.
Cada configuración se desarrolla con la vista fija en las necesidades técnicas y de coste de los mercados a los que cada una de nuestras tecnologías da respuesta (estacionario, movilidad eléctrica y dispositivos portátiles), siempre con un grado alto de sostenibilidad.
La configuración de baterías Metal-aire es una de las más prometedoras para alcanzar valores altos de energía específica (Wh/kg), siendo su aplicación estrella la movilidad eléctrica. El objetivo es aumentar la autonomía de las baterías, reduciendo su peso y coste, mejorando las prestaciones de los vehículos eléctricos y haciendo que puedan competir de manera efectiva con los vehículos de combustión.
Aunque su nivel de desarrollo es aún preliminar, una de sus principales ventajas a la hora de ahorrar peso y coste en el sistema, es que utiliza el oxígeno de la atmósfera como uno de los materiales activos de la reacción electroquímica de carga y descarga durante su funcionamiento.
En los laboratorios de Albufera hemos alcanzado valores de energía específica de 2.140 Wh/kg en celdas de ensayo de materiales a nivel de 10 mAh con la tecnología Aluminio-aire. El escalado hasta valores alrededor de 1.000 Wh/kg en prototipos de vehículos se hace posible para el año 2025, en base a los tiempos que se manejan en el sector de automoción y con los proyectos que tenemos en curso en los sectores aeronáuticos y militar.
Para ello, trabajamos en nuevos materiales y procesos relacionados con los catalizadores de la reacción del gas que permitan velocidades de procesamiento más altas, que repercutan en una potencia de funcionamiento adecuada para su utilización comercial en vehículos eléctricos, y en un incremento de la estabilidad del electrodo de oxígeno que permita un número de cargas y descargas suficiente para su empleo de forma masiva en movilidad.
La mejor estructura de batería para aplicaciones de tamaño portátil será la que utilice electrolitos sólidos o de formato gelificado de alta viscosidad. La menor conductividad iónica de este tipo de materiales frente a los tradicionales electrolitos líquidos hace que las aplicaciones más adecuadas no precisen de cargas y descargas muy rápidas (preferentemente de más de 5 horas).
Su utilización se prevé para equipos electrónicos portátiles por su elevada energía específica prevista en los primeros ensayos efectuados, y la facilidad de la preparación de diferentes formatos seguros para estos componentes.
Aunque su salida a mercado se estima para el año 2030, en Albufera ya probamos algunos ionogeles avanzados que han sido experimentados en la industria aeroespacial combinados con moléculas de aluminio que pueden transportar los iones de nuestras baterías entre el ánodo y el cátodo a velocidades adecuadas y obtener potencias superiores a 300 W/kg.
En paralelo, la inserción y transporte de los cationes trivalentes de aluminio, nos permitirán alcanzar valores de energía específica por encima de los 500 Wh/kg, para convertir esta tecnología en un valor seguro para todo tipo de dispositivos electrónicos portátiles con consumos elevados de energía o con necesidades de funcionamiento de más de 100 horas continuadas.