Una carrera de fondo para desarrollar las bater¨ªas de coche del futuro

En un mundo con cada vez m¨¢s opciones de movilidad, hace falta mucha energ¨ªa almacenada para garantizar autonom¨ªa y libertad de movimiento. Por eso grupos de investigaci¨®n y empresas afrontan continuamente nuevos retos para conseguir mejoras de las bater¨ªas, sobre todo en el campo de los veh¨ªculos el¨¦ctricos. Uno de los casos m¨¢s recientes ha sido el de un equipo de investigadores canadienses, quienes demostraron en la revista Science avances significativos en el desarrollo experimental de la bater¨ªa litio-ox¨ªgeno. Pero la comunidad cient¨ªfica advierte de que trabajar en este campo es como participar en una carrera de fondo. Las actuales bater¨ªas utilizadas en los coches el¨¦ctricos, las de ion-litio, todav¨ªa no han alcanzado su m¨¢ximo potencial, destacan los expertos. Y aseguran que en la pr¨®xima d¨¦cada ser¨¢ improbable encontrar en el mercado alternativas con mejores prestaciones.

Si las bater¨ªas m¨¢s comunes siguen siendo las de plomo, utilizadas en los veh¨ªculos con motor de combustible, en el sector de los coches el¨¦ctricos ¡°la realidad hoy en d¨ªa son las de ion-litio¡±, afirma ?scar Miguel, director del centro de investigaci¨®n CIDETEC. Este tipo de bater¨ªa tiene ya m¨¢s de dos d¨¦cadas de recorrido, explica Rosa Palac¨ªn, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona. Y cada vez ha ido ganando m¨¢s cuotas de mercado, gracias tambi¨¦n al crecimiento de la producci¨®n de los dispositivos electr¨®nicos port¨¢tiles (otro ¨¢mbito en el que se utiliza), agrega. Las bater¨ªas de ion-litio, basadas para su funcionamiento en un compuesto de este metal alcalino, ¡°funcionan, est¨¢n all¨ª, pero se desear¨ªa que fueran m¨¢s baratas y que tuvieran todav¨ªa mayor densidad de energ¨ªa¡±, agrega Miguel.

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Para Xavier Gim¨¦nez, de la Universidad de Barcelona, las tres caracter¨ªsticas principales de una bater¨ªa son la autonom¨ªa; el tiempo de recarga, y la durabilidad, es decir, la capacidad de resistir a los ciclos de carga y descarga sin deteriorarse. Las bater¨ªas de ion-litio ¡°est¨¢n empezando a llegar a los 300 o 400 kil¨®metros de autonom¨ªa¡±, seg¨²n este experto. ¡°No es mucho comparado con los coches de gasoil o gasolina, pero es bastante con respecto a las primeras generaciones de motores el¨¦ctricos¡±, agrega. La tecnolog¨ªa ha avanzado hasta alcanzar una durabilidad de 200.000 kil¨®metros, explica Gim¨¦nez. ¡°Hace poco no llegaba a los 100.000¡±, recuerda. Pero todav¨ªa el tiempo de recarga puede ser de horas, lo que actualmente impide a los coches el¨¦ctricos tener una eficiencia tal como para imponerse a los de combustible, explica.

Sobre estas tres claves trabajan muchos grupos de investigaci¨®n. ¡°Se buscan nuevas tecnolog¨ªas porque las bater¨ªas tendr¨ªan m¨¢s energ¨ªa¡±, afirma Palac¨ªn. ¡°Y la energ¨ªa te da la autonom¨ªa¡±, subraya. En un art¨ªculo publicado en Science el pasado 24 de agosto, investigadores de la Universidad de Waterloo (Canad¨¢) describieron los avances conseguidos en laboratorio para desarrollar un nuevo tipo de bater¨ªa, la litio-ox¨ªgeno. Los especialistas consideran atractivas las caracter¨ªsticas de esta bater¨ªa por el uso de un componente (el ox¨ªgeno) mucho m¨¢s ligero y menos voluminoso que los utilizados hoy d¨ªa. ¡°Si se llegara a desarrollar de una forma efectiva, puede suponer un salto cuantitativo, porque con el mismo peso podr¨ªan tener el doble de energ¨ªa que las bater¨ªas de ion-litio¡±, explica Jos¨¦ Alberto Bl¨¢zquez del CIDETEC. El problema principal que tiene es la alta exposici¨®n al deterioro. ¡°No se puede volver a recargar muchas veces¡±, asegura Bl¨¢zquez.

Avances a pasos peque?os

El art¨ªculo de los investigadores canadienses propone nuevas posibilidades para aumentar la durabilidad de bater¨ªas con esta tecnolog¨ªa, explica Gim¨¦nez. Lo que, en l¨ªnea te¨®rica, garantiza m¨¢s potencial para que se pueda aplicar en la realidad, asegura. La comunidad cient¨ªfica, sin embargo, es consciente de que esta perspectiva a¨²n se ve muy lejana. Palac¨ªn cuenta que hace diez a?os se pensaba que los problemas que presenta la bater¨ªa litio-ox¨ªgeno se podr¨ªan superar r¨¢pidamente. Pero luego los investigadores se dieron cuenta de que hac¨ªa falta mucho m¨¢s trabajo de laboratorio ¡°para entender bien c¨®mo funciona antes de poder proponer la aplicaci¨®n pr¨¢ctica¡±, afirma. ¡°Los retos cient¨ªficos y tecnol¨®gicos son enormes¡±, agrega Miguel. Seg¨²n este experto, pasar¨¢n d¨¦cadas antes de ver bater¨ªas de litio-ox¨ªgeno en el mercado.

Esta opci¨®n no es la ¨²nica que llama la atenci¨®n de cient¨ªficos y empresas. Palac¨ªn detalla que la que parece m¨¢s cerca de ser lanzada en el mercado es la bater¨ªa de litio con electrolito s¨®lido (un componente que en las de ion-litio suele ser l¨ªquida). Adem¨¢s de ofrecer mejores prestaciones, una de las virtudes principales de esta nueva tecnolog¨ªa ser¨ªa la mayor seguridad, afirma la investigadora. Grandes productoras de coches como Toyota han anunciado ya que est¨¢n moviendo pasos concretos para poderlas producir. Miguel explica que, pese a que ya existen prototipos, todav¨ªa esta tecnolog¨ªa presenta ¡°muchos retos¡± por superar.

Palac¨ªn a?ade que hay otras bater¨ªa que se plantean como perspectiva para el futuro. Algunas start-up han empezado a desarrollar la tecnolog¨ªa ion-sodio, que supondr¨ªa un producto m¨¢s barato aunque con una densidad de energ¨ªa parecida a la de ion-litio, seg¨²n esta qu¨ªmica. Tambi¨¦n existen experimentos sobre la combinaci¨®n litio-azufre, que s¨ª ganar¨ªa en autonom¨ªa, agrega. Y mientras tanto, sobrevive en los coches h¨ªbridos como el Toyota Prius la bater¨ªa en niquel-metal hidruro.

Los expertos se muestran convencidos de que el sector est¨¢ destinado a crecer m¨¢s. ¡°La tecnolog¨ªa de las bater¨ªas est¨¢ en su infancia¡±, asegura Xavier Gim¨¦nez. Pero los avances se mostrar¨¢n poco a poco. ¡°En en el mercado de los coches, pasar al veh¨ªculo el¨¦ctrico es cambiar el esquema. A los fabricantes les implica cambiar de un motor de combusti¨®n a uno el¨¦ctrico, redise?ar los coches, y encima tener que incorporar una bater¨ªa que ellos no conocen¡±, explica Palac¨ªn. A corto plazo, la prioridad de los gigantes de esta industria, como las asi¨¢ticas Panasonic, LG o Samsung, es mejorar las actuales bater¨ªas de ion-litio. ¡°Todav¨ªa no est¨¢ demostrada ninguna tecnolog¨ªa alternativa que pueda tener un impacto real. Algo nuevo, para que en cinco a?os est¨¦ en la calle, tendr¨ªa que estar ya fabric¨¢ndose¡±, considera Miguel.