Descripció del projecte
L’emmagatzematge d’energia està al capdavant de tots els plans estratègics sobre energia i en el plans de transició energètica de la societat lo que fa que aquesta temàtica sigui considerada com el desafiament del segle XXI.
L’emmagatzematge d’energia elèctrica és part de la solució. La clau per abordar aquest repte resideix en la combinació de les millors propietats dels dispositius existents d’emmagatzematge d’energia elèctrica per crear conceptes nous. L’explotació de les “millors” avantatges de les bateries de flux de redox i supercondensadores pot ser la clau per desenvolupar solucions avançades a mida de les necessitats del client i crear solucions perjudicials per a la demanda del mercat. L’alta velocitat de resposta i la gran densitat d’energia es troben a la vora de tots els esforços de recerca i innovació en l’emmagatzematge d’energia elèctrica. Els supercondensadors es caracteritzen per tenir una alta potència i alta velocitat i una vida útil de cicle llarg. Les bateries de flux Redox combinen un augment de capacitancia amb alta velocitat de baix cost, gran eficiència de viatge rodó i escalabilitat independent de capacitats energètiques i de potència. La combinació del millor dels dos i la seva optimització cap a un concepte de tecnologia avançada és precisament el buit que aquesta aplicació de doctorat té per objectiu omplir. Així, l’objectiu és el desenvolupament i muntatge de prototips de supercapacitor avançat d’alta velocitat amb materials innovadors i noves configuracions (supercondensadors i supercondensadors de flux) que poden proporcionar valors de capacitancia incrementats (i, per tant, una major capacitat d’emmagatzematge d’energia).
El pla de treball inclou la preparació de materials, fabricació de pila, muntatge de prototips i proves cap a paràmetres optimitzats segons les aplicacions per obtenir rutes de fabricació tecnològica que facilitin la producció futura així com el seu apilaments pels valors de comercialització.
Objectiu: Desenvolupament i muntatge de prototips avançats de supercapacitor d’alta velocitat amb materials innovadors i d’una nova configuració (supercapacitat de flux) per aconseguir valors de capacitància elevats i augmentar la capacitat d’emmagatzematge d’energia. El pla de treball inclou preparació de materials, fabricació de pila, muntatge de prototips i proves cap als valors de paràmetres optimitzats per a aplicacions de clients, més enllà d’elements individuals.
El projecte comprendrà 5 etapes, en què participen els principals socis:
1) Disseny i fabricació de materials nous, incloent mescles d’òxid sinèrgic sobre nanofoams (metàl·lics i carbonosos) en un intent de millorar la superfície i disminuir el pes dels elèctrodes. 2) Proves electroquímiques i caracterització fisicoquímica dels materials.
3) Disseny i fabricació de piles per a supercondensadores i muntatge dels prototips.
4) Prova dels prototips, predicció del temps de vida i anàlisi del cicle de vida.
5) Definició del mapa tecnològics de fabricació i de la realització d’apilaments.
Full de ruta de la recerca a la innovació i la transferència de tecnologia
Les activitats de recerca i desenvolupament dirigides a la selecció de materials, electròlits i components s’han d’avaluar a partir d’una anàlisi tècnica i econòmica tenint en compte els seus costos, però també inclouen la viabilitat de les rutes de fabricació i les característiques globals del producte incloent-hi el temps de vida versus el mercat per avaluar inversió per fabricar-la i costos de producte finals.
Equilibri entre / combinació de treballs de recerca de doctorat i transferència de resultats de recerca a la fase d’innovació
Els materials optimitzats, electròlits, components de muntatge i embalatge seran avaluats d’acord amb els criteris tècnics i econòmics considerant les dades IST i IREC per facilitar el procés de producció, reduint el cost de fabricació i disminuint les inversions requerides per a la línia de fabricació. Els prototips seran provats utilitzant les instal·lacions i serveis de l’empresa. De la mateixa manera, la seva LCA es realitzarà en col·laboració amb FAE amb l’IREC. L’empresa supervisarà la ruta de producció de prototips per tal que estigui preparat i factible la fabricació i la comercialització del producte. Tots aquests valors i dades s’utilitzaran per preparar les vies tecnològiques i de fabricació que FAE S.A. implementarà en un futur pròxim.
Els beneficis esperats per al projecte de doctorat del programa (formació, networking i mobilitat internacional)
El doctorat industrial és l’escenari perfecte per a nodrir nous productes i moure idees des de l’escala del laboratori al mercat. L’associació és sòlida, hàbil i sostenible. Es preveu que l’estudiant de doctorat es trasllada a institucions d’alt nivell mundial, que participi en esdeveniments com conferències, esdeveniments de creació d’empreses i esdeveniments de la velocitat i que es capaciti en un nou esperit on la innovació, l’emprenedoria, la creació d’empreses i la recerca d’avantguarda estan perfectament entrellaçat. De la mateixa manera, es preveu un suport del programa i escola de doctorat per obrir nous criteris i arguments per avaluar mercats potencials i noves aplicacions.
