Su trabajo se enmarca en una línea de trabajo de gestión de calor avanzado, esencial para la electrificación del futuro.
Miguel Muñoz Rojo (Murcia, 1987), investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), ha conseguido una de las prestigiosas y selectivas Consolidator Grants del Consejo Europeo de Investigación (ERC, European Research Council) para investigar nuevas fórmulas para una gestión avanzada del calor en baterías mediante moduladores térmicos de estado sólido. Para este proyecto el científico ha obtenido una financiación de dos millones de euros.
Para explicar en qué consiste este trabajo, el investigador usa una analogía con la electricidad: "sabemos que tenemos transistores, diodos o interruptores para controlarla", señala. Sin embargo, cuando hablamos del calor, los dispositivos de estado sólido para gestionar esa energía están limitados principalmente a resistencias y condensadores. "Para enriquecer nuestras capacidades de gestión, almacenamiento o recuperación de calor debemos desarrollar dispositivos más avanzados, como interruptores, moduladores o transistores térmicos", indica.
Su trabajo parte de una pregunta: "¿Cómo podemos desarrollar un material que cambie dinámicamente sus propiedades térmicas y pueda pasar de conductor a aislante, o viceversa?". Muñoz Rojo recuerda que el calor se transporta a través de paquetes de energía sin masa ni carga que no se puede controlar con campos electromagnéticos, lo que hace que esta cuestión sea "verdaderamente compleja". De hecho, él lleva trabajando en esto varios años, en los que ha pasado por varios centros de investigación internacionales, como la Universidad de Stanford (USA) o la Universidad de Twente (Holanda), compartiendo con esta última afiliación junto con el CSIC. Así ha llegado a la solución que explorará gracias a esta Consolidator Grant: "En general, el trabajo para conseguir una ERC es una maratón", menciona.
En concreto, la propuesta de Muñoz Rojo se basa en el estudio de materiales "relativamente nuevos", los carburos metálicos (MXenes): "vamos a usar las propiedades de estos materiales para desarrollar un modulador térmico electroquímico". El investigador explica que este nuevo modulador o interruptor térmico presentará funcionalidades avanzadas y permitirá su aplicación en tecnologías relacionadas con la gestión de calor.
Su principal aplicación estará dedicada a gestionar el calor de baterías para que funcionen de forma casi isotérmica. "Al permitir un funcionamiento casi isotérmico de las baterías mejoras su funcionamiento y alargas su tiempo de vida útil", destaca el científico, que recuerda que esto es clave para la electrificación del futuro, "en la que las baterías jugarán un papel relevante para contribuir a un mundo más verde". Un ejemplo: "Una batería que funciona a 60°C puede tener una pérdida de capacidad del 20% en solo 600 ciclos, mientras que la misma batería a 25°C tendría una degradación de solo el 4%". La mejora es clara para el funcionamiento de la batería, pero también para la seguridad de quienes la usan, pues estas degradaciones "pueden ser peligrosas para los usuarios, a veces dan lugar a explosiones".
Muñoz Rojo va a crear un equipo de trabajo con cinco investigadores, que estudiarán con él cómo crear estos dispositivos a gran escala. "La clave para mí era no solo hacer algo fundamental en ciencia básica, sino que tuviera un impacto en la sociedad", señala. Pensando en este impacto, el científico ya está trabajando en otros proyectos de gestión de calor con empresas punteras y está creando grupos de trabajo internacionales centrados en implementar y analizar el futuro de estos nuevos materiales.