De ESS News
El proyecto de I+D INNOBATT, liderado por el Fraunhofer IISB, ha completado el primer demostrador de sistema de baterías basado en baterías dual-ion aluminio-grafito (AGDIB), validando por primera vez esta química libre de litio tanto en laboratorio como en condiciones operativas reales. Las baterías de ion-aluminio son una tecnología de almacenamiento no inflamable, de bajo coste y basada en materiales abundantes (aluminio y grafito). Con grafito natural como cátodo, las celdas AGDIB alcanzan densidades de energía de 160 Wh/kg y densidades de potencia superiores a 9 kW/kg, permitiendo ciclos de carga y descarga a muy altas tasas C para aplicaciones de respuesta rápida.
La química reversible permite más de 10.000 ciclos al 100% DoD, con una eficiencia coulómbica cercana al 100% y eficiencia energética superior al 85%. Las celdas pouch multicapa desarrolladas presentan capacidades de hasta 200 mAh, logrando 1.000 ciclos a 6 C (celdas de 200 mAh en 4 capas) y más de 7.000 ciclos a 30 C (celdas monolayer de 30 mAh).
Por su capacidad de operar a potencias muy altas, estas baterías son especialmente adecuadas para almacenamiento estacionario, sistemas híbridos, UPS y servicios dinámicos de estabilización de red, donde predominan microciclos de baja energía pero alta potencia.
A diferencia de otras tecnologías libres de litio que permanecen en fase laboratorio, INNOBATT ha desarrollado un demostrador de sistema completo, cubriendo la cadena de valor desde la química celular hasta la electrónica de control y el reciclaje. El módulo integra ocho celdas pouch AGDIB junto con un BMS inalámbrico basado en la plataforma open-source foxBMS®, comunicación RF segura y un sensor cuántico bidireccional de corriente basado en centros NV en diamante, capaz de medir corrientes en cinco órdenes de magnitud con alta resolución.
El sistema se ensambló en configuración 4s2p, con un BMS-Slave que comunica por RF con el BMS-Master. El diseño de materiales y celdas se optimizó para mejorar la estabilidad, fiabilidad y reproducibilidad, permitiendo un adecuado cell-matching pese a la fabricación manual.
Las pruebas del demostrador validan la capacidad de las AGDIB para estabilización de red, confirmando a nivel de módulo los resultados obtenidos a nivel de celda mediante la emulación de servicios de reserva instantánea con datos reales de frecuencia. El sistema mantuvo operación estable a cargas dinámicas de 10 C durante largos periodos, demostrando escalabilidad en fabricación, interconexión e integración de sistema. Una ventaja crítica es su capacidad para soportar altas tasas de descarga y también de carga, a diferencia de muchos sistemas convencionales, lo que permite aplicaciones como aporte de inercia virtual.
La reciclabilidad fue un eje central del proyecto: las celdas pueden desmontarse mediante separación física sin químicos tóxicos, favoreciendo ciclos cerrados de materiales. El diseño del módulo sigue criterios de design-for-recycling, superando los requisitos regulatorios actuales de la UE en eficiencia de reciclaje y posicionando esta tecnología como una opción sostenible y preparada para su escalado industrial.
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