Baterías para nanosatélites más eficientes para su utilización en el espacio. No solo por ser más robustas, capaces de soportar las vibraciones y aceleraciones de la fase de lanzamiento. También porque permiten reducir la cantidad de material utilizado en sus componentes y, en consecuencia, mejorar la densidad de energía.
Se trata del proyecto Monbasa, liderado por el CIC energiGUNE en colaboración con Tecnalia y las empresas Gencoa (Reino Unido) y Nanospace (Suecia). La investigación se basa en la mejora de nuevas técnicas de procesado que permiten el uso de electrolítos sólidos integrados en una batería de Li-ion de alto voltaje. Este hecho posibilitará que dichas baterías sean también compatibles con las técnicas que se utilizarán para fabricar una nueva serie de microsensores, y que ya se están empezando a integrar en los satélites más avanzados.
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“Hemos apostado por materiales que permiten que el voltaje por cada celda sea mayor”, afirma Miguel Ángel Muñoz, líder del proyecto Monbasa, en declaraciones a Innovaspain. De esta forma “conseguimos mayor densidad energética, lo que nos permite disminuir la cantidad de material”.
Se trata de algo muy importante cuando hablamos de ingeniería espacial. Muñoz asegura que “el coste de lanzar un kilogramo de algo al espacio puede rondar los 50.000 dólares”. “Por eso cada gramo que se ahorra es importante”, añade.
“En el caso de los nanosatélites, todavía más porque básicamente estos dispositivos son modulares, es decir, una unidad de 10 por 10 por 10 centímetros a la que se pueden ensamblar el número de cubos que se necesiten, uno junto a otro –continúa–. El espacio ahí es muy limitado y con estas baterías conseguimos ahorrar peso y volumen”.
Más seguridad y fiabilidad
Además, el proyecto Monbasa (Monolithic Batteries for Spaceship Applications) rompe con los problemas de fiabilidad que la tecnología Li-ion, basada en el uso de electrolitos líquidos tóxicos e inflamables, había generado hasta ahora. Estos inconvenientes se atribuyen a que los electrolitos líquidos, tanto por debajo de los 0 grados en carga como por encima de los 60 grados en descarga, presentan problemas de seguridad.
Asimismo, debido a que en órbita las presiones son muy bajas, y en ausencia de un sistema de presurización, el punto de ebullición de los electrolitos líquidos baja mucho hasta convertirse en otro problema de seguridad. También es reseñable el hecho de que durante el lanzamiento, las baterías sufren vibraciones y aceleraciones que pueden resultar en una fuga de electrolito líquido.
Con el planteamieno y el uso de los electrolítos sólidos integrados en una batería de Li-ion de alto voltaje, se pretende demostrar que con las técnicas de procesado (magnetron sputtering, pulverización catódica) se pueden conseguir baterías sólidas de Li-ion con una mayor densidad energética que las actuales basadas en electrolitos líquidos.
Estas baterías mejorarán el funcionamiento en el vacío del espacio exterior, así como el intervalo de temperaturas, pudiendo operar en un intervalo mayor y, además, gracias a sus componentes sólidos sin presencia de líquidos, estarán dotadas de una robustez capaz de soportar las vibraciones y aceleraciones de la fase de lanzamiento.
“La tecnología que hemos estado desarrollando dentro del proyecto Monbasa va en la búsqueda de un electrolito que sea un sólido inerte desde el punto de vista de la flamabilidad o la toxicidad –explica el líder del proyecto–. Pasa a ser un material sólido con base cerámica y en caso de problema no sucede nada más que que la batería deja de funcionar”.
Aplicable a telefonía móvil
Los investigadores creen que la tecnología obtenida en este trabajo, realizado en el campo espacial, podría ser aplicable a dispositivos móviles en el futuro. “Sobre todo por el tema de la seguridad y la resistencia a los golpes”, dice Miguel Ángel Muñoz.
“Tenemos que hacer un análisis de cuál sería el coste y evaluar. Supongamos que es un poco más caro fabricar la batería por este método pero que nos da más energía. En realidad al final quizás nos salga más barato porque tienes más vatios disponibles”, concluye.
