Nitruro de silicio: ¿posible alternativa al ánodo de metal de litio?
Proyecto de investigación: Partículas de nitruro de silicio como prometedor material anódico para baterías de estado sólido
El proyecto "FB2-SiSuFest - Evaluación de ánodos de silicio en baterías de estado sólido de sulfuro" se centra en un nuevo material de almacenamiento para baterías de estado sólido. Como prometedor material para ánodos, las partículas basadas en nitruro de silicio podrían permitir una elevada capacidad de almacenamiento con un funcionamiento estable y seguro. La alianza de investigación de socios de renombre ha recibido financiación del Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) por valor de 1,7 millones de euros en el marco de la directriz de financiación "Clusters Go Industry" como parte del clúster FestBatt. El proyecto se desarrollará entre diciembre de 2023 y noviembre de 2025.
El desarrollo en curso en el campo de las baterías de estado sólido se enfrenta al reto de transferir con éxito ánodos de metal de litio de alta energía a aplicaciones industriales. El proyecto "FB2-SiSuFest" investiga materiales para ánodos basados en nitruro de silicio (SiNx) como alternativa prometedora a las soluciones convencionales. Este material podría contribuir al desarrollo de pilas de alto rendimiento, seguras y estables. Las actividades de investigación se centran en la producción y evaluación de partículas basadas en nitruro de silicio como material anódico en baterías de sulfuro de estado sólido. El objetivo del proyecto es mejorar notablemente la estabilidad del ciclo en comparación con los materiales anódicos convencionales. Mediante el uso de nanopartículas amorfas de nitruro de silicio, los socios del proyecto pretenden superar los retos electroquímicos y morfológicos de la aplicación del silicio puro.
Nitruro de silicio: ¿Posible alternativa al ánodo metálico de litio?
La investigación del grupo FestBatt se centra, por ejemplo, en distintas variantes de baterías de estado sólido basadas en sulfuro como tecnologías pioneras. A pesar de los avances, aún quedan por resolver algunas cuestiones relativas a la aplicación con éxito del ánodo metálico de litio de alta energía. El silicio podría ofrecerse como material activo formador de aleaciones. Sin embargo, siguen existiendo problemas debidos a las inestabilidades electroquímicas y morfológicas. Éstas podrían superarse utilizando nitruros de silicio como nanopartículas amorfas mediante la creación de fases ventajosas durante el proceso de carga y descarga. El principal objetivo de la red de investigación es seguir desarrollando materiales activos SiNx innovadores y evaluarlos en ánodos compuestos y baterías de estado sólido de sulfuro. El equipo del proyecto basa su trabajo en investigaciones sistemáticas, análisis en profundidad y optimización de materiales y procesos, en particular, para evaluar la estabilidad de carga y ciclo en comparación con las partículas de silicio convencionales.
La experiencia y el trabajo en red de las instituciones asociadas, entre ellas el Instituto de Química Inorgánica y Analítica de la Universidad de Münster, el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Materiales y Haces IWS de Dresde, el Instituto de Procesos Energéticos y Materiales de la Universidad de Duisburg-Essen y el Instituto de Química Física de la Universidad Justus Liebig de Giessen, constituyen la sólida base del proyecto. La colaboración refuerza no sólo el intercambio científico, sino también la integración con el tiofosfato y las plataformas de producción del clúster FestBatt.
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