GENERACION DE MODELOS COMPUTACIONALES PARA PREDICCION DE ENVEJECIMIENTO Y ESTABILIDAD TERMICA

2022

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

García Martínez Antonio

El proyecto CLIMATE combina actividades de investigación experimentales y de modelado para estudiar el efecto de envejecimiento en celdas de ion litio equipadas en plantas motrices de vehículos de automoción y determinar su potencial de segunda vida. CLIMATE se organiza en fases de desarrollo secuenciales y persigue establecer una relación generalizada entre (i) el historial de primera vida y el ambiente de operación de las celdas de ion litio, (ii) los efectos de envejecimiento predominantes en diferentes escenarios de primera vida, (iii) el potencial de segunda vida considerando los antecedentes de cada espécimen, (iv) posibles riesgos de seguridad acrecentados por el estado de envejecimiento al comenzar la segunda vida y (v) el impacto ambiental, social y económico de las celdas a lo largo de su vida. En la primera etapa, los ejemplares intactos serán sometidos a ensayos experimentales para caracterizar sus propiedades electroquímicas en condiciones de diseño y fuera de diseño y, posteriormente, serán envejecidos bajo diversas condiciones de ensayo controladas. El proceso de envejecimiento será diseñado para ser representativo de diferentes climas (frío, cálido y moderado), así como diferentes hábitos de conducción. En paralelo, las celdas envejecidas serán analizadas para identificar los principales fenómenos de envejecimiento que han tenido lugar y generar modelos computacionales predictivos y validados. Una parte de las celdas será sometida a ensayo experimental para determinar la propensión de las celdas a sufrir inestabilidades térmicas y electroquímicas que puedan conducir al fallo catastrófico. La respuesta y susceptibilidad de las celdas envejecidas e intactas a estos fenómenos extremos será evaluada. Tras la caracterización del estado de salud de las celdas y su clasificación, se llevará a cabo un análisis de ciclo de vida para determinar su vida útil restante y el valor que añade su reutilización. El ahorro en material, la reducción de emisiones de CO2 y el beneficio económico esperado en las nuevas aplicaciones serán estimados. A lo largo del análisis de ciclo de vida, las lecciones aprendidas con determinadas aplicaciones de segunda de vida serán empleadas para realimentar el proceso de decisión y discutir la idoneidad en otras implementaciones. La ejecución del proyecto proporcionará un conocimiento valioso sobre la influencia del historial de primera vida en el en la reutilización desde el punto de vista operacional, medioambiental y económico. CLIMATE busca contribuir al desarrollo de sistemas de almacenamiento electroquímico de elevado valor añadido dentro del contexto de la economía circular. El consorcio CLIMATE está formado por dos socios con amplia experiencia en la caracterización numérica y experimental de celdas de ion litio incluyendo efectos de envejecimiento, concretamente, CMT-Motores Térmicos y CIC EnergiGUNE. El instituto de investigación CMT-Motores Térmicos actúa como coordinador del consorcio.