Acelerar la investigación sobre baterías con robots
Inteligente, autónomo y químicamente independiente: el mundo necesita urgentemente nuevos tipos de almacenamiento de energía
Los investigadores de Empa quieren acelerar el desarrollo de los nuevos sistemas de almacenamiento de energía que se necesitan urgentemente con la ayuda del robot batería Aurora. El proyecto Aurora forma parte de la iniciativa europea de investigación Battery2030+, que recientemente ha recibido más de 150 millones de euros de financiación de la UE. Además, el proyecto forma parte de la iniciativa "Open Research Data" del Consejo de la ETH, que promueve la digitalización y el libre acceso a los datos de investigación.
El mundo necesita urgentemente nuevos tipos de almacenamiento de energía. Desarrollar conceptos completamente nuevos de baterías y explorar su potencial es actualmente un proceso largo, como subraya Corsin Battaglia, jefe del laboratorio de Materiales para la Conversión de Energía de Empa en Dübendorf y profesor de la ETH de Zúrich: "Nuestro objetivo es acelerar este proceso", afirma. Esta aceleración se manifiesta actualmente en la plataforma robótica Aurora, que se encargará de la selección de materiales, el ensamblaje y el análisis totalmente automatizados y, en el futuro, autónomos de las celdas de batería en el laboratorio. Como parte de la Plataforma Europea de Aceleración de Materiales, que se está creando dentro del proyecto europeo Battery2030+ BIG-MAP, el objetivo es conseguir una aceleración de aproximadamente diez veces los procesos de desarrollo actuales.
Aurora automatiza los pasos del proceso de innovación que requieren mucho tiempo y son propensos a errores para que la investigación y el desarrollo de baterías sean competitivos a escala internacional. La plataforma robótica se sigue desarrollando actualmente en los laboratorios de Empa junto con la empresa Chemspeed Technologies AG. La investigadora de Empa Enea Svaluto-Ferro está implementando los pasos de trabajo y "entrenando" a Aurora. "Mientras el robot pesa, dosifica y ensambla los componentes individuales de la célula con precisión constante, inicia y completa los ciclos de carga con exactitud y realiza otros pasos repetitivos, los investigadores pueden utilizar los datos generados para impulsar el proceso de innovación", afirma Svaluto-Ferro.
Inteligente, autónomo y químicamente agnóstico
En el futuro, Aurora también aprenderá a trabajar de forma autónoma. Gracias al aprendizaje automático, la IA de Aurora podría crear modelos matemáticos y decidir qué experimentos deben llevarse a cabo en el siguiente paso y qué materiales y componentes son candidatos especialmente prometedores para la aplicación deseada de la batería. Y es que actualmente se buscan en todo el mundo nuevos materiales para baterías que sean baratos, fáciles de conseguir y no presenten desventajas técnicas.
Dado que la plataforma puede utilizarse independientemente de los materiales, la química de la batería y la generación, podría emplearse, por tanto, no sólo para mejorar las baterías de iones de litio, sino también para desarrollar en el futuro baterías alternativas de iones de sodio o baterías con un mecanismo de autocuración, señaló Svaluto-Ferro." "Con el Aurora, agnóstico desde el punto de vista químico, también podemos llevar al mercado prototipos de nuestros laboratorios, como baterías de agua salada o baterías de estado sólido, de forma más eficiente y rápida", afirma el jefe del laboratorio, Corsin Battaglia.
Aurora no está sola en este esfuerzo. La plataforma robótica está integrada en la iniciativa Open Research Data del Consejo de la ETH, cuyo objetivo es promover la digitalización en la investigación y poner los datos a libre disposición de la comunidad científica. Una de las herramientas utilizadas es AiiDA, un sistema de gestión de flujos de trabajo de código abierto desarrollado en el marco del Centro Nacional de Competencia en Investigación MARVEL. Para la comunicación entre la IA Aurora y la plataforma AiiDA, los investigadores de Empa están desarrollando actualmente el software adecuado en colaboración con investigadores de EPFL y PSI. Esto convierte a Aurora en la primera plataforma robótica que se acopla al sistema AiiDA existente. Los datos se transferirán finalmente al sistema de gestión de datos openBIS, que se está desarrollando en la ETH de Zúrich.
Para la investigación de baterías, esto significa que los numerosos pasos del proceso durante el desarrollo y la fabricación de células de batería pueden supervisarse y evaluarse de forma eficiente, y que los datos pueden rastrearse hasta su fuente en cualquier momento. "Esto permitirá acelerar aún más los procesos de innovación y dotar a la Industria 4.0 de una estrategia de digitalización integral en el campo de la investigación y el desarrollo", afirma Corsin Battaglia, investigador de Empa.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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