Uno de cada dos automóviles que se ven en la calle es un Tesla, un
Nissan Leaf, un Toyota Prius o alguno similar. Los vehículos híbridos y
eléctricos se entremezclan perfectamente con el tráfico regular y muchos
negocios, centros comerciales y hogares tienen instalados puntos de
carga.
Si los fabricantes de carros eléctricos logran abrir sus horizontes
este es el futuro que tendremos en algún momento. Y están poniendo mucho
dinero para que eso sea una realidad. La pregunta es: ¿es fácil
extender las demandas de ciudades pequeñas a todo un país?
En California, la empresa Tesla Motors de Elon
Musk presentó hace poco sus planes para instalar una enorme fábrica de
baterías en un lugar sin especificar del sudoeste de Estados Unidos (que
es objeto de un animado debate). Se calcula que esta llamada
“gigafactoría” costará US$5.000 millones y fabricaría baterías de iones
de litio de 500.000 autos para 2020, lo que supone que hará cada año lo
mismo que se produjo en todo el mundo en 2013.
Pero algunos creen que el plan de Tesla será
obsoleto para cuando la fábrica esté en funcionamiento. Phil Gott,
director ejecutivo de planificación de IHS Automotive, cree que el
ambicioso plan de Tesla es “posiblemente prematuro”. Se están
desarrollando nuevas tecnologías para solucionar lo que los expertos
dicen que es uno de los mayores factores limitantes para los vehículos
eléctricos.
El problema que afrontan estos coches es que las
baterías son grandes y pesadas y por eso solo se pueden instalar un
número limitado. El Tesla Model S, por ejemplo, tiene un kit de baterías
de aproximadamente 2 metros de longitud por 1,2 metros de ancho, que se
instala de manera horizontal en el suelo.
En el mejor de los modelos, esto da una
autonomía de unos 482 km. El Nissan Leaf logra unos 128 km. Además de
eso, la carga es un proceso mucho más lento que simplemente llenar el
depósito de gasolina.
Entonces, ¿cómo se pueden fabricar baterías mejores? La batería más
básica contiene un electrodo positivo y otro negativo, un separador y un
electrolito. Los electrodos pueden ser de muchos materiales diferentes y
las distintas combinaciones de materiales permiten que se almacene
distinta cantidad de energía. Sin embargo, la vida de la batería y las
características de seguridad cambian según cambian los materiales, así
que siempre es necesario llegar a un acuerdo.
Las baterías de iones de litio son populares,
pero han estado involucradas en incendios de aviones y su transporte
está restringido. Cualquier elemento más reactivo o inestable podría ser
peligroso. Sin embargo, dar con la combinación correcta podría dar
enormes beneficios.
Los últimos avances son parte de una larga línea
de mejoras en la que se trabaja desde hace décadas. Primero había
baterías de plomo-ácido, del tipo que todavía se utiliza comúnmente en
los automóviles; estas son enormes.
Después, quizá recuerde las baterías NiCad
(níquel-cadmio). Eran las baterías recargables que anunciaban una nueva
era de tecnología portátil: computadoras, teléfonos y similares, al
igual que los coches a control remoto de nuestra infancia.
Luego vinieron las baterías NiMH (níquel hidruro
metálico) con aproximadamente el doble de capacidad o densidad de
energía. Ahora, los dispositivos modernos y los automóviles eléctricos
están impulsados por baterías Li-ion o iones de litio.
Y preparémonos para que la tecnología de las baterías tenga nombres
cada vez más complicados: LiNiMnCo (óxidos de
litio-níquel-manganeso-cobalto), por ejemplo. Estos materiales tienen
propiedades complejas y el trabajo actual es averiguar no solo por qué
funcionan estos materiales, sino también cómo funcionan exactamente: la
física básica de los electrones que se mueven alrededor de estos
materiales.
“En Argonne estamos trabajando con materiales
que pueden duplicar la densidad actual de energía disponible para
baterías”, dice Daniel Abraham, científico de materiales del Laboratorio
Nacional de Argonne, en las afueras de Chicago, EE. UU. “Nosotros
soñamos o imaginamos los tipos de materiales con los que nos gustaría
trabajar y después intentamos sintetizar los materiales en el
laboratorio”.
Actualmente, las baterías que más interesan son
de litio-aire, o más apropiadamente, litio-oxígeno, además de baterías
de litio-azufre. Las baterías de litio-oxígeno, si se logra que
funcionen bajo todas las condiciones, serán una mejora exponencial
respecto las baterías actuales de iones de litio. “En este momento es un
campo muy activo”, comenta Abraham.
En efecto, Volkswagen hace poco dio a entender
que está investigando las baterías de litio-aire. No han revelado qué
combinación precisa de químicos y materiales están utilizando, ya que
continúa el trabajo de desarrollo. Los ingenieros de la compañía ni
siquiera dirán si la tecnología fue probada en carros o si está todavía
en una fase de “banco de pruebas de laboratorio”.
Pero aunque la tecnología tiene un potencial
revolucionario, los desafíos técnicos de fabricar una batería de
litio-aire que funcione de forma regular, fiable y segura, y más que
nada durante periodos extensos, son grandes. Hasta ahora, se ha
demostrado que los electrodos son inestables.
Sin embargo, los laboratorios de todo el mundo
están trabajando en el problema intentando superar las desventajas. La
esperanza es que el mayor énfasis en estas tecnologías “más allá de los
iones de litio” asegurará un progreso más rápido en su desarrollo, y a
largo plazo lograrán que los coches sean más rápidos y puedan viajar más
lejos.
Tomado de BBC Mundo
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