Una carrera de fondo para desarrollar las baterías de coche del futuro

En un mundo con cada vez más opciones de movilidad, hace falta mucha energía almacenada para garantizar autonomía y libertad de movimiento. Por eso grupos de investigación y empresas afrontan continuamente nuevos retos para conseguir mejoras de las baterías, sobre todo en el campo de los vehículos eléctricos. Uno de los casos más recientes ha sido el de un equipo de investigadores canadienses, quienes demostraron en la revista Science avances significativos en el desarrollo experimental de la batería litio-oxígeno. Pero la comunidad científica advierte de que trabajar en este campo es como participar en una carrera de fondo. Las actuales baterías utilizadas en los coches eléctricos, las de ion-litio, todavía no han alcanzado su máximo potencial, destacan los expertos. Y aseguran que en la próxima década será improbable encontrar en el mercado alternativas con mejores prestaciones.

Si las baterías más comunes siguen siendo las de plomo, utilizadas en los vehículos con motor de combustible, en el sector de los coches eléctricos “la realidad hoy en día son las de ion-litio”, afirma Óscar Miguel, director del centro de investigación CIDETEC. Este tipo de batería tiene ya más de dos décadas de recorrido, explica Rosa Palacín, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona. Y cada vez ha ido ganando más cuotas de mercado, gracias también al crecimiento de la producción de los dispositivos electrónicos portátiles (otro ámbito en el que se utiliza), agrega. Las baterías de ion-litio, basadas para su funcionamiento en un compuesto de este metal alcalino, “funcionan, están allí, pero se desearía que fueran más baratas y que tuvieran todavía mayor densidad de energía”, agrega Miguel.

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Para Xavier Giménez, de la Universidad de Barcelona, las tres características principales de una batería son la autonomía; el tiempo de recarga, y la durabilidad, es decir, la capacidad de resistir a los ciclos de carga y descarga sin deteriorarse. Las baterías de ion-litio “están empezando a llegar a los 300 o 400 kilómetros de autonomía”, según este experto. “No es mucho comparado con los coches de gasoil o gasolina, pero es bastante con respecto a las primeras generaciones de motores eléctricos”, agrega. La tecnología ha avanzado hasta alcanzar una durabilidad de 200.000 kilómetros, explica Giménez. “Hace poco no llegaba a los 100.000”, recuerda. Pero todavía el tiempo de recarga puede ser de horas, lo que actualmente impide a los coches eléctricos tener una eficiencia tal como para imponerse a los de combustible, explica.

Sobre estas tres claves trabajan muchos grupos de investigación. “Se buscan nuevas tecnologías porque las baterías tendrían más energía”, afirma Palacín. “Y la energía te da la autonomía”, subraya. En un artículo publicado en Science el pasado 24 de agosto, investigadores de la Universidad de Waterloo (Canadá) describieron los avances conseguidos en laboratorio para desarrollar un nuevo tipo de batería, la litio-oxígeno. Los especialistas consideran atractivas las características de esta batería por el uso de un componente (el oxígeno) mucho más ligero y menos voluminoso que los utilizados hoy día. “Si se llegara a desarrollar de una forma efectiva, puede suponer un salto cuantitativo, porque con el mismo peso podrían tener el doble de energía que las baterías de ion-litio”, explica José Alberto Blázquez del CIDETEC. El problema principal que tiene es la alta exposición al deterioro. “No se puede volver a recargar muchas veces”, asegura Blázquez.

Avances a pasos pequeños

El artículo de los investigadores canadienses propone nuevas posibilidades para aumentar la durabilidad de baterías con esta tecnología, explica Giménez. Lo que, en línea teórica, garantiza más potencial para que se pueda aplicar en la realidad, asegura. La comunidad científica, sin embargo, es consciente de que esta perspectiva aún se ve muy lejana. Palacín cuenta que hace diez años se pensaba que los problemas que presenta la batería litio-oxígeno se podrían superar rápidamente. Pero luego los investigadores se dieron cuenta de que hacía falta mucho más trabajo de laboratorio “para entender bien cómo funciona antes de poder proponer la aplicación práctica”, afirma. “Los retos científicos y tecnológicos son enormes”, agrega Miguel. Según este experto, pasarán décadas antes de ver baterías de litio-oxígeno en el mercado.

Esta opción no es la única que llama la atención de científicos y empresas. Palacín detalla que la que parece más cerca de ser lanzada en el mercado es la batería de litio con electrolito sólido (un componente que en las de ion-litio suele ser líquida). Además de ofrecer mejores prestaciones, una de las virtudes principales de esta nueva tecnología sería la mayor seguridad, afirma la investigadora. Grandes productoras de coches como Toyota han anunciado ya que están moviendo pasos concretos para poderlas producir. Miguel explica que, pese a que ya existen prototipos, todavía esta tecnología presenta “muchos retos” por superar.

Palacín añade que hay otras batería que se plantean como perspectiva para el futuro. Algunas start-up han empezado a desarrollar la tecnología ion-sodio, que supondría un producto más barato aunque con una densidad de energía parecida a la de ion-litio, según esta química. También existen experimentos sobre la combinación litio-azufre, que sí ganaría en autonomía, agrega. Y mientras tanto, sobrevive en los coches híbridos como el Toyota Prius la batería en niquel-metal hidruro.

Los expertos se muestran convencidos de que el sector está destinado a crecer más. “La tecnología de las baterías está en su infancia”, asegura Xavier Giménez. Pero los avances se mostrarán poco a poco. “En en el mercado de los coches, pasar al vehículo eléctrico es cambiar el esquema. A los fabricantes les implica cambiar de un motor de combustión a uno eléctrico, rediseñar los coches, y encima tener que incorporar una batería que ellos no conocen”, explica Palacín. A corto plazo, la prioridad de los gigantes de esta industria, como las asiáticas Panasonic, LG o Samsung, es mejorar las actuales baterías de ion-litio. “Todavía no está demostrada ninguna tecnología alternativa que pueda tener un impacto real. Algo nuevo, para que en cinco años esté en la calle, tendría que estar ya fabricándose”, considera Miguel.