El mundo automotriz está apuntando decididamente al
reemplazo de los vehículos impulsados por motores de combustión interna por
automóviles eléctricos. El objetivo es
reducir el consumo de combustibles fósiles y, consecuentemente, las
emisiones que aceleran el cambio climático.
Pero se están oyendo serias críticas a la intención de
reemplazar todos los vehículos a combustión interna por otros impulsados por
electricidad. Una de las críticas es el mayor peso de estos últimos por unidad
de energía consumida, involucrando un mayor empleo de materiales estratégicos.
Otro es el alto costo de esas baterías respecto de los vehículos a combustión
interna; su vida útil, la limitación de las distancias recorridas entre cargas,
la infraestructura de distribución de electricidad de reposición, el alto costo
de regeneración de las baterías gastadas, etc. etc.
El mundo tecnológico está seriamente dedicado a tratar de
eliminar algunos de estos inconvenientes desarrollando baterías que disminuyan
alguno o algunos de estos inconvenientes, ya que es difícil poderlos eliminar a
todos con un nuevo tipo de batería.
En un artículo en la
revista Nature citada por el newsletter Nature Briefing se describen seis nuevos enfoques para el
desarrollo de baterías que pueden presentar, cada uno de ellos, posibilidades
de ir resolviendo algunos de los problemas inherentes a las baterías de ion-Litio,
hasta hoy, las más usuales. El artículo dice: “la mayor mejora en ion-Litio
hasta ahora se logró con cambios en el material del cátodo, resultando en múltiples
tipos de células comerciales. Una, popular en laptops, usa Litio y óxido de Cobalto,
que conducen a baterías relativamente livianas pero costosas. Otras, populares
en muchos autos, usan una mezcla de Nickel y Cobalto con Aluminio o Manganeso
como estabilizante (NCA y NCM). Luego están las de Litio fosfato de Hierro
(LFP) que evita el uso de los costosos Cobalto Y Nickel, pero que hasta ahora
proveen una densidad energética relativamente pobre. Las de LFP tienen un
precio atractivo y muchas empresas están trabajando para mejorarlas; Tesla, el
fabricante de un automóvil eléctrico norteamericano decidió en el año 2021
cambiar a baterías LFP en sus autos de alcances medios”.
En cuanto a la
composición del ánodo, una posibilidad, dice el artículo mencionado, es reemplazar
grafito por silicona, que puede sostener mayor cantidad de átomos de Litio por
unidad de peso. Pero esta batería se expande y contrae mucho durante los
ciclos de carga-descarga, lo que
presenta problemas de resistencia estructural de la batería y reduce su vida útil.
También se puede reemplazar la silicona por el propio Litio, con una serie de
ventajas, pero no sin desventajas que las acompañan.
Otra idea es lograr baterías
de estado sólido en las que se reemplaza el medio líquido, posiblemente
inflamable, entre electrodos por medios cerámicos, pero con la desventaja de
que el movimiento de los electrones en un medio sólido es más lento. Además se
requiere un tipo de producción totalmente distinto e innovador. Y otro
principio de mejora, el de mantener aire entre el cátodo y ánodo, si bien
presenta buenas perspectivas, requieren todavía más trabajo de desarrollo.
La necesidad de
lograr una batería con las mayores ventajas y las menores desventajas están
impulsando una increíble actividad tecnológica en muchas partes del mundo, con
la esperanza de encontrar el “pote de oro al final del arco iris”. Por el
momento, sin embargo, ese pote de oro parece seguir estando solo al final del
arco iris.
Fuente: “The new car batteries that could power the electric
vehicle revolution” by Nicola Jones, NATURE; News Briefing, Feb. 7, 2024.
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