Proyectan crear una batería con supercapacidad

La nueva tecnología le permitiría recorrer hasta 2000 kilómetros antes de recargar.

Por: Julián Afonso Luis / @JAL69

Una nueva y revolucionaria batería podría cambiar radicalmente la situación actual de los vehículos eléctricos (EV) si se cumplen los vaticinios que anticipan la posibilidad de tener una autonomía cercana a los dos mil kilómetros.

Diversos estudios conducidos por investigadores de Alemania y Holanda han concluido que alterar el diseño de las células en las actuales unidades de ión-litio permitiría aprovechar mejor las capacidades que ofrecen tales baterías.

Precisamente, se informa que se patentó una nueva tecnología para construir baterías, denominada Disposición en Forma de Átomo Espacial (SALD, por sus siglas en inglés), la cual consiste en construir celdas de ión-litio (u otros materiales) tan pequeñas como un átomo (de ahí el nombre del proceso).

La actual tecnología de fabricación de baterías consiste en mezclar con un solvente todos los componentes que forman las celdas (es decir, litio, níquel y manganeso) e integrar ese mismo solvente con el grafito, del cual están hechos los ánodos, y con el cobalto, con el que se producen los cátodos.

Cuando el solvente en cuestión se evapora quedan configuradas las celdas, así como los ánodos y los cátodos. Se trata de un método efectivo en términos de calidad, pero es costoso, lento, laborioso y resulta notablemente nocivo para el ambiente, debido a la naturaleza de los solventes que se usan.

El proceso SALD lo investigan y desarrollan la empresa SoLayTec y el Instituto de Investigación TNO de Holanda, con el apoyo de la empresa alemana Fraunhofer.

Por su parte, con el método SALD se pueden hacer estructuras tan pequeñas que hay que medirlas en nanómetros. A medida que las estructuras, las celdas, los ánodos y los cátodos sean más pequeños, se necesitará menos material para conformarlos y menor cantidad de solventes.

De igual forma, al alinear muchas celdas de tamaño nanométrico se aumentará la capacidad de la batería para almacenar energía y también será más fácil recargarla, porque al aumentar la cantidad de celdas también aumentará el tamaño de la superficie “activa” de la batería.  Al mismo tiempo, como cada celda será mucho más pequeña se necesitará menos material “activo” para crearla.

Cinco veces más efectividad

Los primeros estudios del sistema SALD ofrecen resultados prometedores. La alineación de múltiples celdas nanométricas permite quintuplicar la capacidad de la batería sin aumentar su tamaño exterior. También se podría plantear un objetivo inverso: mantener la capacidad actual de la batería, pero reduciendo cinco veces su tamaño y peso.

En declaraciones entregadas al portal automobile-propre.com, el investigador y director técnico de la empresa que desarrolla el sistema SALD, Frank Verhage, afirma que “con esta tecnología un auto pequeño podría recorrer hasta 1.000 km sin recargar y una lujosa limosina podría desplazarse hasta 2.000 km.”

Verhage añade que “aquí no pretendemos imponer récords de autonomía teóricos, pero sí podemos afirmar que, en el peor de los casos, se podría adoptar un estilo de manejo deportivo o muy exigente, y se podrían usar los accesorios del auto como el climatizador o los sistemas de entretenimiento, para aún tener 20% o 30% de energía en la batería tras recorrer mil kilómetros”.

Según los promotores del proceso SALD, otra ventaja de usar un sistema de celdas nanométricas es que el tiempo de recarga se reduciría apreciablemente.  “Cargar la batería al 80% no tomaría más de 10 minutos y una carga completa no implicaría más de 20 minutos”, enfatiza Verhage.

Dentro de las amplias posibilidades que los investigadores han descubierto en el sistema SALD está la de experimentar con diferentes tipos de materiales, más abundantes y fáciles de manejar que el litio o el cobalto, los cuales podrían ofrecer también resultados satisfactorios.

Una de las posibilidades más prometedoras es fabricar baterías con celdas de litio, hierro y fosfato (LFP, por sus siglas en inglés) que pudieran reemplazar a la actual tecnología de litio-plomo, y también descartar el uso de la combinación entre níquel, manganeso y cobalto (NMC) o níquel, manganeso y aluminio (NMA), que dificultan fabricar piezas medidas en nanómetros, por el tipo de solvente que requieren estos elementos.

Al asistir a una reciente exhibición realizada por la empresa Tesla, los investigadores del proyecto SALD entendieron que la empresa norteamericana también trabaja bajo el mismo principio. “Cuando Elon Musk hizo su exposición, comprendí que también ellos intentan aumentar el rendimiento de las baterías acelerando el flujo de iones entre los electrodos. Si se lograra algo semejante, los progresos serían extraordinarios”. Tesla estaría trabajando para equipar con baterías LFP los autos que fabrique en su giga-factoría de China.