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Materiales para energía y medio ambiente (Tecnalia)

Tecnalia Research & Innovation es el primer centro de I+D privado en España y uno de los más importantes de Europa. Tecnalia está organizada en 7 divisiones de negocio totalmente interconectadas, donde la cooperación funciona gracias a la transversalidad de equipos, proyectos y clientes que colaboran entre sí, que combina experiencia, compromiso y conocimiento. El equipo de Tecnalia se compone de más de 1.450 expertos. Tecnalia ha sido muy activa en el 7PM, participando en 264 proyectos y la coordinación de 64 de ellos y su volumen de negocios fue de 113 M € en 2011. En el campo de los Derechos de Propiedad Intelectual, Tecnalia cuenta con 24 patentes pendientes, 108 patentes concedidas y 3 patentes concedidas, con un retorno de 2 M € por año.

La investigación en baterías de flujo está liderada por el área de Materiales para Energía y Medio Ambiente perteneciente a la División de Energía y Medio Ambiente, donde más de 250 personas aúnan sus esfuerzos en I+D para el desarrollo de tecnologías, productos y herramientas para un uso racional y sostenible de la energía que se centra en las fuentes de generación limpias y las compañías de energía del futuro. La evolución en curso hacia un sistema eléctrico más eficiente y más limpio requiere el desarrollo de nuevos modelos de energía sobre la base de las redes inteligentes, las fuentes renovables y la generación distribuida. En este contexto, el almacenamiento de energía está llamado a desempeñar un papel clave como un medio eficaz para proporcionar la flexibilidad necesaria para hacer frente a estos desafíos. A partir de esta convicción TECNALIA está trabajando para mejorar tanto los costos de almacenamiento de energía y el rendimiento en todos los niveles de la cadena de valor:

  • Materiales y componentes. Desarrollo de electrodos, membranas, placas bipolares, electrolitos y otros componentes para pilas de combustible y baterías, con un enfoque especial en baterías de flujo redox y baterías de metal-aire. Firme compromiso de TECNALIA a las baterías de flujo representa nuestra creencia de que las tecnologías de bajo costo están llamadas a permitir la penetración masiva de las tecnologías de almacenamiento de energía en el mercado energético. Nanomateriales y líquidos iónicos y son materiales clave para estos desarrollos.
  • Desarrollo de módulos. Diseño eléctrico, térmico y eléctrico, incluyendo los sistemas de gestión de la batería para el desarrollo (BMS). Nuestra plataforma de pruebas automatizado de almacenamiento de energía es la base de nuestra actividad en el modelado de almacenamiento de energía avanzada y simulación, incluyendo el desarrollo de nuevos algoritmos para el SOC (estado de forma gratuita) y SOH (estado de salud) de evaluación.
  • Electrónica de control y de potencia. Topologías innovadoras (multinivel, resonante, entrelazado) y algoritmos de control avanzados. TECNALIA ha desarrollado multinivel DC / DC y DC / AC convertidores que proporcionan una mayor eficiencia así como el tamaño reducido, peso y costo.
  • Mercado y aplicaciones. Desarrollo de herramientas para el análisis tecno-económico: selección de la tecnología, la ubicación, el tamaño, el análisis de costes y beneficios, estrategias de operación eficientes.

TECNALIA es miembro del EASE (Asociación Europea de Almacenamiento de Energía) y EERA (European Energy Research Alliance)  (grupos de trabajo de smart grids y almacenamiento de energía).

Las instalaciones del grupo incluyen un laboratorio de materiales y la ingeniería de superficies, con PVD y CVD equipos, serigrafía y de prensado en caliente equipo de fabricación de electrodos, y también un laboratorio de electroquímica con el equipo para la fabricación y control de pilas de combustible y componentes de la batería y sistemas. Entre los equipos se encuentran: un potenciostato multicanal para las células individuales y pequeñas pilas, un banco de pruebas para probar hasta 15 pilas KW, RDE (rotating disk electrode), RRE (rotating ring disk electrode), semiceldas, analizadores de impedancia, etc.Además, para el análisis de composición y caracterización microestructural TECNALIA dispone de SEM, DRX, XPS, FTIR, AFM, Raman e ICP. Las instalaciones  de TECNALIA también incluyen una microrred adecuada para los estudios sobre la integración en red de batería. Esta instalación experimental se utiliza para el desarrollo y demostración de tecnologías de generación distribuida, e incluye un simulador de redes e instrumentos de análisis de calidad de la energía. Gracias a esta microrred, se pueden analizar y evaluar los protocolos para la integración en red, componentes y estrategias de control.

Proyectos destacados en activo:

  • New Concept of Metal-Air Battery for Automotive Application based on Advanced Nanomaterials (NECOBAUT), FP7, GC.NMP.2012-1
    Tecnalia lideró el proyecto de desarrollo de una batería hierro-aire. Participó en el desarrollo de ánodos de hierro y cátodos de aire, además de en la integración de los componentes.
  • Desarrollo de actividades de investigación en almacenamiento de energía electroquímica y térmica (EnergiGUNE’13 ), Gobierno Vasco (Etortek 2013), 01/01/2013-31/12/2014
    Desarrollo de componentes para baterías de flujo. Tecnalia desarrolló membranas de intercambio iónico para baterías de flujo redox de vanadio.
  • Almacenamiento de Energía Eléctrica - REDOX2015, MICINN IPT-2011-1690-920000, 03/05/2011-06/07/2013.
    Desarrollo de una batería de flujo redox de vanadio. Tecnalia participó desarrollando membranas híbridas órgano-inorgánicas de intercambio iónico.
  • Energía Eólica Offshore 2020 (CENIT-AZIMUT): Almacenamiento de energía en baterías de flujo.
    Tecnalia trabajó en el desarrollo de electrodos, electrolitos y en la integración en celda de los materiales.
  • Investigación tecnologías basadas en líquidos iónicos para aplicaciones industriales: baterías de flujo (CENIT-LIQUION) ,2010-2013.
    Tecnalia participó en el desarrollo de baterías de flujo basadas en líquidos iónicos.
  • Desarrollo de actividades de investigación en almacenamiento de energía electroquímica y térmica (EnergiGUNE’10 ), Gobierno Vasco (Etortek 2010), 01/01/2010-31/12/2012
    Tecnalia participó en el desarrollo de electrodos y membranas para baterías de flujo redox. Para ello se emplearon técnicas de modificación superficial mediante tecnologías de plasma.
  • Desarrollo de soluciones tecnológicas para la RED eléctrica ESpañola del 2025 (REDES 2025).
    Tecnalia participó en el testeo de membranas y electrodos para baterías de flujo poniendo en marcha un laboratorio específico dedicado a la investigación en baterías de flujo.

Personal:

  • Alberto García Luis: Investigador principal
  • Francisco José Fernández Carretero: Investigador
  • Yolanda Belaustegi Ituarte: Investigadora
  • Mikel Insausti Munduate: Investigador
  • Alfredo Pacheco Tanaka: Investigador
  • Amal Siriwardana: Investigador