Possibilitats de reutilització de bateries de bicicleta elèctrica envellides

Abstract

Aquest treball presenta un estudi experimental centrat en l’anàlisi de l’estat i el procés d’envelliment de les bateries de bicicletes elèctriques, amb l’objectiu de determinar-ne la viabilitat per a una segona vida útil i proposar estratègies de millora que en prolonguin la durabilitat. La recerca s’emmarca dins del projecte ReCicle: Reactivant bateries de bicicleta, impulsat per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), i que té com a finalitat optimitzar la reutilització de bateries de micromobilitat elèctrica mitjançant processos de balanceig extern i caracterització funcional. S’ha dissenyat una metodologia experimental que permet analitzar el comportament elèctric i la degradació de mòduls i cel·les de bateries comercials tipus Silver Fish, provinents de bicicletes elèctriques. Els assaigs, duts a terme a les instal·lacions de l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), consisteixen en proves de càrrega i descàrrega controlades en cambra climàtica per estudiar la variació de la capacitat, la resistència interna i el balanç entre cel·les sota diferents condicions de temperatura i taxa de càrrega (C-rate). A partir de les dades experimentals obtingudes, s’ha determinat paràmetres clau de rendiment, com l’estat de salut (SoH) i el grau de desbalanceig, els quals serviran per validar els processos de reequilibri extern. Els resultats obtinguts mostren que la bateria analitzada presenta un estat de salut global entorn del 70%, fet que evidencia un avançat estat d’envelliment. L’aplicació del procés de balanceig extern permet una reducció significativa del desbalanceig entre cel·les i una millora de l’homogeneïtat del pack, especialment al tram final de la descàrrega, afavorint una recuperació de capacitat funcional. No obstant això, l’impacte sobre l’estat de salut és limitat i fortament dependent de l’estat inicial de la bateria, ja que el procés no reverteix els mecanismes de degradació electroquímica associats a l’envelliment. L’anàlisi de viabilitat econòmica dels diferents models de negoci associats al procés de balanceig extern mostra que les solucions basades en serveis descentralitzats a domicili presenten el major potencial de generació de valor, així com el període de retorn de la inversió més curt, mentre que el model centralitzat no resulta econòmicament viable sota les hipòtesis considerades. Des del punt de vista ambiental, tots els models analitzats permeten una reducció significativa de l’impacte ambiental respecte a la substitució directa de bateries, sent el model de venda d’equipament el que genera menys emissions, en minimitzar tant la logística d’enviament de bateries com els desplaçaments dels operaris. En conjunt, aquest treball posa de manifest la importància de la caracterització experimental com a eina clau per orientar estratègies realistes de reutilització de bateries de bicicletes elèctriques dins d’un marc d’economia circular.