El avance en la investigación de baterías con mayor capacidad de almacenamiento, menor peso y mayor rapidez de carga, permitirá la transición de una economía dependiente de los combustibles fósiles a un mundo electrificado, más limpio y sostenible. Estas son las baterías que el futuro nos depara.
Cuando Pedro Gómez-Romero, profesor investigador del CSIC y director del grupo de Neo-Energy del Instituto Nacional de Nanociencia y Nanotecnología de Cataluña, imparte una conferencia, comienza enseñando una fotografía nocturna de la tierra vista desde el espacio. “Viendo todas esas luces de nuestras ciudades iluminando el planeta, una civilización extraterrestre podría pensar que somos una especie avanzada… pero somos una civilización que históricamente se ha dedicado a derrochar energía”.
“Sólo ahora” –explica el profesor Gómez-Romero- “hemos empezado a interesarnos por almacenar la energía. La electrificación es un cambio ineludible, debemos dejar los combustibles fósiles”, sentencia. En eso trabajan en el Instituto Nacional de Nanociencia y Nanotecnología de Cataluña: en nuevos sistemas de almacenamiento de electricidad que hagan posible ese nuevo mundo cien por cien eléctrico.
Las baterías, con mayor capacidad y con menor peso y tiempo de carga, han posibilitado la popularización del vehículo eléctrico. También permitirán en el futuro aumentar la autonomía y la potencia hasta convertirlo en una alternativa superior al motor de combustión.
Según las predicciones de los analistas de Bloomberg, las ventas de coches eléctricos superarán a los de combustión de gasolina y diésel en 2038, y su precio será similar a los vehículos convencionales en tan solo ocho años. Según este mismo informe el coste de las baterías de Ion-Litio caerá significativamente: una batería que hubiera costado 1.000 dólares en 2010, valdrá tan sólo 73 dólares en 2030.
La producción de litio, cobalto y manganeso aumentará un 100% en 2030, la demanda de aluminio y níquel debido a los coches eléctricos alcanzará las 327.000 toneladas al año y el consumo de grafito pasará de 13.000 toneladas en 2015 a 852.000 toneladas en apenas trece años.
Continuidad con el Ion-Litio, la apuesta de Elon Musk
Las baterías de Ion-Litio son las más utilizadas en la actualidad para los coches eléctricos. Una de sus mayores ventajas es su ciclo de vida, ya que permiten un gran número de recargas. Su tamaño y autonomía son suficientes para los desplazamientos más habituales. Esto, junto a la fiabilidad de la tecnología, ha hecho que se conviertan en la apuesta actual y de medio plazo para la casi totalidad de los fabricantes de automóviles. Los avances en la tecnología de Ion-Litio, con menores tiempos de recarga, prometen una larga vida a esta tecnología si bien se está trabajando en la evolución de esta.
Las baterías ‘Post Litio’ ideales para largas distancias
Otra tecnología de baterías, conocida como Post Litio, se sirve de este material para aumentar especialmente la autonomía de los equipos. Es el caso de las baterías de Litio-Azufre y Litio-Aire, cuya densidad de energía multiplica por diez a las convencionales de Ion-Litio, lo que permite más capacidad en el mismo peso y espacio, y podrían alargar la autonomía de los coches eléctricos hasta los 1.000 kilómetros.
La revolución del grafeno
Nuevos nanomateriales, como el grafeno, prometen cambiar el almacenamiento de energía para siempre. “El grafeno es un nanomaterial que se obtiene del grafito y que tiene un buen número de aplicaciones en las baterías. La línea de investigación más novedosa en la que trabajamos es la creación de un nanofluído electroactivo. Al ser un líquido, permitiría recargar nuestras baterías desde un surtidor, como si fuera combustible convencional. Además, este nanofluído de grafeno permite una potencia mayor en menor espacio”, explica Pedro Gómez-Romero.
El grafeno, sin embargo, ya se utiliza en la confección de nuevas baterías y ha permitido una mayor autonomía y menor tiempo de carga. “Es el caso del electrodo de grafeno, que se está empezando ya a utilizar en baterías convencionales como Ion-Litio y que permiten recargas en muy poco tiempo”, apunta el profesor del CSIC.
Polímeros de grafeno para 800 kilómetros de autonomía
La empresa española Grabat ha desarrollado una batería basada en celdas de polímero de grafeno que hacen posible baterías de alta capacidad energética. Sus promotores aseguran que, aplicada a los coches eléctricos, permitirían una autonomía de 800 kilómetros. Además, ocupa entre un 20 y un 30% menos que una batería de litio y se podría llegar a cargar en tan solo 5 minutos.
Nueva generación Metal-Aire
Una de las tecnologías que está atrayendo mayor interés es la de Metal-Aire, como son las baterías Zinc-Aire y Aluminio-Aire. “Son baterías muy eficientes, pero presentan el problema de que admiten pocos ciclos de carga”, explica el profesor Gómez-Romero. “Serían ideales para flotas de coches eléctricos de alquiler, donde se pudiera sustituir una batería gastada por otra nueva en lugar de tener que recargarla”.
La investigación se centra ahora en alargar el ciclo de carga de este tipo de dispositivos para ampliar su vida útil. Es el caso de la empresa española Albufera Cells, que asegura haber logrado gracias a la nanotecnología, una batería de Aluminio-Aire auténticamente recargable.
Fuente: BBC Mundo - Endesax