Incursiona CIO en investigación de baterías para autos eléctricos

El Centro de Investigaciones en Óptica (CIO), desarrolla nuevos procesos para la fabricación de baterías de litio tipo moneda, pero están por migrar hacia la fabricación de baterías tipo cilindro, que se utilizan en la industria automotriz y energética; en otro proceso, a través de impresoras 3D hacen bases para formar los bancos para este tipo de baterías. El director general del CIO, Rafael Espinosa Luna, propuso el visionario proyecto que tiene un año en investigación.

El grupo CIOLI está formado por los investigadores mexicanos Fabián Ambriz Vargas, Natiely Hernández Sebastián, Francisco Morales Morales, Alfredo Benitez Lara, Ismael Torres, Juan Luis Pichardo Molina, Eden Morales Narváez, Eduardo Coutiño González y Alfredo Campos Mejía, un sólido de trabajo.

Las pilas se procesan de manera individual, luego se colocan en bases especiales, que también crean en el CIO, para después aplicarlas a autos y motocicletas eléctricos.

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Hernández Sebastián comentó que partieron de cero y aunque es una investigación a largo plazo, se llevó un año en lo que compraron los equipos, llegaron al CIO, los echaron a andar y los caracterizaron, compraron los materiales y arrancaron con el proyecto.

Impactará al estado y al país

Actualmente fabrican baterías tipo botón, mientras que los vehículos eléctricos utilizan tipo cilíndricas, la migración tardaría cerca de cuatro meses, mientras esperan la compra de equipo de alta tecnología.

“Esto sería un impacto para Guanajuato, pero también para todo México porque serán con tecnología 100% mexicana y que mejor que elaboradas por un centro de investigación, que son financiadas por el gobierno y no por otra empresa que venga del extranjero”, explicó.

El proyecto surgió por la transición de las energías fósiles a las energías limpias, por lo que quieren hacer esa transición y las compañías se les están demandando, además como centro pueden desarrollar productos para muchas industrias, en especial en Guanajuato para la energética y automotriz.

Los investigadores buscarán la eficiencia de las baterías, lo que se debe sólo a los materiales, sino al ambiente en que se fabrica, por ejemplo “cuando estás en un cuarto limpio y un ambiente seco como una cámara de guantes, se puede garantizar la mejor calidad en el proceso y en los materiales, se va a traducir en mejor eficiencia, mayor carga, mayor tiempo de vida”, puntualizó.

Hernández Sebastián comentó que hubo una conjunción de áreas del CIO, como el laboratorio de micro y nanoelectrónica, un cuarto limpio Clase 100 mil, un laboratorio con ambiente controlado, al que se entra cubierto de pies a cabeza para no desprender partículas, con los procesos de fabricación que se incrementan en el mismo.

El cuarto limpio está destinado a la fabricación de micro y nano dispositivos como son sistema microfluídicos y microelectromecánicos conocidos como MEMS y BIOMEMS, que son aplicados al cuerpo humano, a dispositivos implantables o de terapia, pero también a dispositivos ópticos.

El proceso de depósito es a nivel atómico, es decir “vamos depositado capas tan finas (del orden de nanómetros y muy estables), que prácticamente son átomos apilados, lo que permite tener uniformidades en las películas muy grandes, podemos depositar gran cantidad de materiales, desde prácticamente cualquier tipo de metal, polímeros”, explicó

Trabajan en ambientes controlados

En el CIO buscan utilizar en vez de un electrolito líquido que muchas veces provoca el derrame en las pilas, la oxidación o que las pilas exploten al medio ambiente con un núcleo sólido que se depositarán en el sistema sputtering.

Informaron que cada uno de los investigadores vio qué podían hacer y salieron varias propuestas, algunos querían incursionar en la medición de la temperatura de las baterías de litio, otros en hacer las baterías.

El investigador Fabián Ambriz ve todo el proceso comercial de las baterías de litio, mientras que los doctores Francisco Morales y Natiely Hernández trabajaron en un cuarto limpio con el sistema sputtering, donde se puede hacer el depósito de películas delgadas proponiendo mejorar las características eléctricas de las baterías.

“Hasta ahorita hemos igualado la tecnología comercial con estos nuevos materiales de ánodos y cátodos, lo que queremos es mejorar las propiedades de los materiales variando depósitos, temperatura de los depósitos espesores, (...) y con ello mejorar aún más lo que estamos fabricando”, compartió.

Hernández Sebastián, dijo que en primer lugar siguieron un proceso comercial que consiste en tener un ánodo, un material de cátodo y un separador que evita un cortocircuito entre los electrodos y un electrolito, “todo este proceso se hace en una cámara de guantes con ambiente controlado con argón, ya que el litio reacciona químicamente con el oxígeno (puede explotar)”, explicó.

Fabricarán microbaterias para dispositivos médicos

Una vez que consigan la eficiencia óptima, pasarán a la etapa de reducir baterías a microescala, a través de los microdispositivos, por lo que buscarán fabricar microbaterias “que se pueden utilizar en primera instancia en dispositivos médicos implantables, por ejemplo sensores de presión sanguínea, de presión en la vejiga urinaria, sensores cocleares, sensores intracraneales”, destacó.

La especialista dijo que uno de los más dispositivos más nombrados es el sensor de presión intraocular donde debido al tamaño del ojo, este debe ser muy pequeño y muchas veces estas características de miniaturización hacen que no sea posible implementar una pila que tenga las capacidades de medir algún parámetro fisiológico.

Construyen bases especiales para distribución

Los investigadores del CIO también incursionaron en el proyecto para imprimir las primeras piezas de las bases, a través de las impresoras 3D de resina y la de filamentos.

La experta dijo que los investigadores dieron una aplicación para apoyarse en el procedimiento de formar los bancos de baterías.

“Estas bases lo que nos ayudan es a distribuir las baterías que se fabrican en otro proceso, para que tengan la distancia adecuada y también para poder unirlas, es como una red donde se van colocando, ya las podemos soldar para formar los bancos”, finalizó.