Revista >> Ianuarie - Februarie 2021 [Nr. 231] >> Cercetare & Invatamant superior

Bateriile Li-ion de generație nouă duc povestea ROM-EST mai departe

Dr. ing. Mihaela Buga, Coordonator grup baterii, ICSI Rm. Valcea

12 Februarie 2021

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice şi Izotopice – ICSI Rm. Vâlcea va lua parte în următorii 4 ani la singurul proiect din România dedicat bateriilor câștigat în cadrul Orizont 2020, cel mai amplu program de Cercetare şi Inovare derulat de Uniunea Europeană. Intitulat Hydra (Hybrid power-energy electrodes for next generation lithium-ion batteries), proiectul, ce are un buget de 9.4 milioane de euro, reuneşte 12 parteneri europeni din industrie şi cercetare pentru a dezvolta electrozi hibrizi care combină simultan densitatea de energie şi putere pentru bateriile Litiu-ion de generaţie viitoare.

Hydra este rodul seminţelor puse de ICSI Rm. Vâlcea în urmă cu 5 ani, odată cu înfiinţarea, în noiembrie 2015, a primului şi unicul Laborator de dezvoltare baterii Li-ion – ROM-EST din România, un ansamblu de facilităţi de realizare baterii Li-ion la scară semi-industrială, dar şi facilităţi de dezvoltare şi caracterizare a materialelor dedicate acestui tip de aplicaţii.

Activităţile dezvoltate în cadrul ROM-EST, susţinute de infrastructura existentă, au permis consolidarea unor relaţii de colaborare cu echipe dinamice de cercetători cu competenţe în domeniul bateriilor Li-ion şi post-Li, atât la nivel naţional, cât şi internaţional. Astfel, pe 30 Ianuarie 2019, cu paşi mici dar încrezători, la sediul SINTEF din Bruxelles, se stabileau primele obiective ale pachetului de lucru pe care ICSI îl coordonează în cadrul proiectului HYDRA. În Decembrie 2019, Moş Crăciun a venit mai drevreme: „HYDRA has been selected for Horizon 2020 funding!” O emoţie profundă, de care nimeni nu mai vorbise până atunci, un sentiment minunat care te face să te simţi special şi, lăsând deoparte modestia, chiar eram speciali, deoarece HYDRA este singurul proiect din România, pe baterii, din cadrul Orizont 2020, cel mai amplu program de Cercetare şi Inovare derulat de Uniunea Europeană.

Astfel, la 5 ani după lansare, echipa de cercetători care dă nuanţă Laboratorului ROM-EST, formată în principal din tineri, şi-a unit eforturile cu actorii principali din industrie şi mediul academic pentru a genera soluţii la o gamă vastă de provocări din domeniul bateriilor Li-ion.

Într-un an în care pandemia a fost subiectul principal, lansarea proiectului HYDRA a fost amânată pentru Septembrie 2020, sub forma unei reuniuni virtuale. HYDRA se va concentra pe dezvoltarea bateriilor Li-ion cu materiale de generaţie 3b, care combină materiale de anod de mare capacitate cu materiale de catod cu potenţial ridicat, pentru a stoca semnificativ o cantitate mai mare de energie, într-un volum mai mic. HYDRA este un proiect important pentru progresul privind producţia durabilă de materiale pentru baterii de nouă generaţie din Europa – Elkem va furniza materiale de anod, grafit şi compozite pe bază de siliciu, în timp ce Johnson Matthey va pune la dispoziţie materialele de catod.

HYDRA – pe drumul producerii bateriilor de înaltă performanţă
Inspirat din mitologia greacă, HYDRA va adopta o abordare pe mai multe direcţii pentru a rezolva provocările cu care se confruntă sectorul bateriilor din Europa. Consorţiul HYDRA, format din oameni de ştiinţă şi reprezentanţi ai industriilor din Europa, cu experienţă în domeniul bateriilor Li-ion, promovează producerea bateriilor Li-ion de înaltă performanţă, cu accentul pus pe durabilitate, disponibilitatea materiilor prime, siguranţă, costuri reduse şi impact redus asupra mediului, încercând să acopere întregul lanţ valoric al bateriilor.

Sustenabilitatea ecologică şi economică este un obiectiv cheie al HYDRA. Proiectul va viza dezvoltarea unui design inovativ de electrod prin intermediul unui concept prietenos cu mediul înconjurător – procesare apoasă a electrozilor, precum şi a unor sisteme de electroliţi cu siguranţă ridicată. Conceptul HYDRA foloseşte materiale pentru electrozi, precum fierul, manganul şi siliciul, cu o reducere netă a materiile prime critice: cobalt > 85%. Astfel, proiectul mobilizează un angajament puternic din partea partenerilor – de la dezvoltarea materialelor, fabricarea celulelor, integrarea modulelor, second life şi reciclare - oferind soluţii pentru a accelera tranziţia către o economie durabilă, sigură şi competitivă.