Pregunte a los futuristas qué materiales tienen el potencial de mejorar nuestras vidas en todo tipo de formas, y lo más probable es que la lista resultante incluya grafeno.
El grafeno se ha convertido en una especie de palabra de moda para las nuevas empresas en una variedad de campos, y ocupa un lugar central en las baterías EV de litio y azufre de Lyten.
Una inversión de 300 millones de euros (320 millones de dólares) de Stellantis Ventures anunciada el jueves permitirá a Stellantis y Lyten desarrollar soluciones con estas baterías, así como tecnología adicional de la startup de California.
También reclama algunos beneficios serios de la cadena de suministro y buena voluntad ambiental. Las compañías dicen que la batería de Lyten tiene “un camino para lograr la batería EV de emisiones más bajas en el mercado global”.
Stellantis y Lyten – grafeno 3D
Lyten cita actualmente una huella de carbono un 6 % más baja en la fabricación de baterías que las baterías NMC, y está trabajando en un plan para reducirla hacia la neutralidad de carbono, según Keith Norman, director de sustentabilidad de Lyten.
Las celdas de azufre de litio se han visto durante mucho tiempo como una química con un gran potencial, pero con barreras del mundo real en torno al ciclo de vida o la degradación, así como a la capacidad de fabricación. En la última década, los expertos vieron que la tecnología de baterías de litio-azufre se volvió comercialmente viable alrededor de 2030, y si todo va bien, la tecnología Lyten podría estar a la vanguardia de eso.
Mirando hacia atrás, los investigadores australianos informaron en 2020 que vieron potencial en duplicar el rango EV con celdas de litio-azufre, pero encontraron problemas con el ciclo de vida reducido. Otros investigadores lograron introducir un nanocompuesto de manganeso para controlar este comportamiento indeseable, pero esto plantea problemas de fabricación. Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. solucionaron el problema con un “cátodo nanocompuesto de óxido de azufre y grafeno”, pero la capacidad de fabricación también parece estar interfiriendo.
Litten demostrando grafeno 3D
¿Por qué el azufre de litio podría funcionar esta vez?
Litten afirma ser el “pionero de los supermateriales de grafeno ajustables en 3D”, y la compañía dice que esto es lo que hace posible la química de las baterías de litio y azufre.
Para una batería de iones de litio, el grafeno ayuda a mantener los átomos de azufre en su lugar y evita que se muevan durante la carga y la descarga. En segundo lugar, ayuda a permitir una mayor densidad de energía, simplemente a través de la textura 3D.
Para convertir el grafeno de una lámina plana de átomos de carbono en algo útil aquí, utiliza una “tecnología de reactor patentada” para transformar esa estructura plana en “formas y estructuras de carbono tridimensionales”, esencialmente tomando un trozo de papel y rompiéndolo. Esto, según Norman, eleva la reactividad por volumen y permite a la empresa ajustar el material a las propiedades que necesita.
Litten afirma que su química produce una huella de carbono que es un 60 % más baja que las celdas de iones de litio actuales. La compañía dice que puede entregar más del doble de la densidad de energía de las celdas de iones de litio,
La compañía también dice que puede producir grafeno 3D en masa de una manera sin emisiones de carbono y al mismo tiempo proporcionar una “huella de carbono líder en el mundo”, teniendo en cuenta el resto de la batería.
Gran plataforma STLA – Stellantis EVs
Tecnología de baterías para vehículos eléctricos que podría globalizarse
También dice que la tecnología es buena para volverse global, en parte debido a una lista de materiales optimizada.
Por extraño que suene el grafeno en 3D, estas baterías de litio y azufre no necesitan níquel, cobalto o manganeso para sus cátodos, y eso tiene un alto costo para los fabricantes de automóviles y baterías para obtener metales y metales.
Litten produce grafeno a partir de gas natural (metano), en un proceso que dicen que puede ser carbono negativo (produce hidrógeno como subproducto). Este gas natural es abundante. También lo es el azufre, como producto de desecho de la industria minera. Esto ayuda a agilizar la cadena de suministro y eliminar algunos riesgos geopolíticos. Mientras tanto, la inversión en litio está bastante dispersa en todo el mundo, dice la compañía.
Debido a esos costos más bajos, Lyten cree que tiene “química de batería para las masas”, dijo Norman, especialmente cuando se considera que, la capacidad en sí misma, puede reducir el peso de un vehículo eléctrico.
Formatos de celdas cilíndricas, de bolsa y prismáticas
Células cilíndricas – liten
Célula de bolsa litten
Célula prismática de Lyten
Lyten también está analizando una amplia gama de factores de forma ya fabricados por reproductores de baterías grandes como Panasonic o Samsung SDI, lo que conduce a celdas cilíndricas en un formato común de 18650, luego incluye celdas de bolsa y posiblemente eventualmente prismáticas. Por lo tanto, podrán adaptarse a todo tipo de aplicaciones, incluidas la aeroespacial y la entrega de última milla.
Es más, se puede fabricar con el mismo equipo que las líneas celulares a base de níquel, dice la compañía.
No requerirá nuevas plantas de baterías eléctricas
“Pudimos hacer crecer nuestra solución de litio-azufre para que fuera principalmente producible en los tipos existentes de líneas de tecnología de fabricación, con algunas modificaciones muy modestas”, dijo el director ejecutivo y cofundador Dan Cook. “Estimamos alrededor del 10 al 15% de los costos directos para la misma línea de fabricación para realizar modificaciones menores para manejar la estructura de litio-azufre”.
Lyten acaba de abrir una línea de prueba de baterías de litio-azufre en San José y pronto entregará las baterías a los clientes para que las prueben y califiquen. El objetivo de esta línea es producir unas 200.000 células al año y probar los equipos y el proceso de producción, pero espera construir una línea a escala de gigavatios para acelerar la adopción de vehículos eléctricos en la segunda mitad de la década.
Cook dijo que la compañía está buscando implementar su tecnología inicialmente en los EE. UU., y luego en Europa y más allá a medida que la compañía crezca.
Además de las baterías, Lyten también está trabajando con Stellantis en una nueva generación de sensores y en el uso de grafeno para fabricar compuestos livianos que podrían ayudar a reducir el peso de los vehículos.
La inversión en Lyten en su totalidad es parte del Plan Estratégico Dare Forward 2030 de Stallantis y tiene como objetivo reducir a la mitad el CO2 para 2030 y cero emisiones netas para 2038. La primera ronda de la ronda fue de US $ 160 millones, mientras que Stellantis es una parte importante de Su serie redonda C.
Stellantis apunta a cero emisiones netas de carbono para 2038
¿Producción posterior a 2020?
Stellantis espera con ansias la segunda mitad de la década para integrar baterías en sus plataformas EV.
Ya está logrando densidades iguales o superiores a las de iones de litio, dice Litten, pero en el ciclo de vida todavía es un trabajo en progreso, trimestralmente, con Stellantis y las compañías acordando que ahí es donde se debe hacer el trabajo. Dado que es probable que los reguladores en los Estados Unidos y la Unión Europea intervengan en esta década por la degradación y el ciclo de vida de la batería, debe haber una solución antes de que la tecnología pueda comercializarse.
¿Es esta una tecnología de batería popular en el futuro para los coches eléctricos? No se sabe sin empujarlo demasiado hacia la fabricación, y puede tener el potencial de superar al ion de litio tal como lo conocemos.
