Los autos eléctricos piden oxígeno

Dentro de 30 años, cuando muy probablemente no se pueda circular en España con vehículos de gasolina o gasoil, quizá las baterías de los coches eléctricos sean de litio-oxígeno o de ion-sodio. En ese terreno se mueve la investigación. Porque todo cuanto preocupa de los vehículos a pilas se debe a los actuales acumuladores de ion-litio, todavía con algunas desventajas significativas.

Si la comparación se redujera a los motores, los eléctricos se habrían impuesto sin duda a los tradicionales de combustión: son propulsores mucho más eficientes (convierten en movimiento el 90% de la energía que reciben, frente al 30% de los de gasolina), limpios, silenciosos, más fáciles de fabricar y de mantener y además capaces de transmitir toda su potencia casi al instante, lo cual resulta mucho mejor para conducir.

Pero los motores no existen sin las baterías de ion-litio,con las cuales se han conseguido avances tan impensables hace diez años como insuficientes hoy en día. Es cierto que se han desarrollado hasta ofrecer una densidad energética aceptable (requieren menor tamaño para almacenar y suministrar energía, lo que se traduce en una mayor autonomía) y que su durabilidad ha aumentado notablemente (resisten un gran número de ciclos de carga), incluso que mantienen hasta un 90% de su capacidad pasados unos cinco o seis años (la situación empeora después).

También es verdad que exigen pagar algunos peajes difíciles de digerir para la industria. El principal es la propia fabricación de los acumuladores, que requiere el uso de materias primas complicadas de obtener, cuya extracción y transporte suponen un esfuerzo sobresaliente. Las reservas de litio, níquel y cobalto (que no son ilimitadas, por otra parte) se reparten en yacimientos de Brasil, Argentina, Chile, Bolivia, Australia, Cuba, Rusia o el Congo, y llegar a ellos y extraer los minerales supone un gasto de energía y agua muy elevado. Un reciente estudio del Instituto de Medio Ambiente de Suecia concluye que la fabricación de una sola batería de iones de litio de 100 kWh (la que utiliza la versión superior del Tesla Model S) supone la emisión de entre 150 y 200 toneladas de CO2. Traducido al lenguaje de la carretera, el equivalente a conducir un coche de gasolina durante ocho años, según el informe sueco.

A esto se suman problemas como los lentos procesos de recarga y una densidad energética mejorada, pero todavía insuficiente: aunque los últimos modelos presentados ofrecen autonomías teóricas de entre 500 y 600 kilómetros, el tamaño de las baterías penaliza otros aspectos como la habitabilidad interior o el espacio en el baúl. Sin dejar de desarrollar los acumuladores de iones de litio, el reto de investigadores y fabricantes es encontrar alternativas fiables a esta tecnología.

Más autonomía, menor precio

Las actuales baterías de iones de litio utilizan electrolito líquido (el material que permite la transferencia de electrones entre el electrodo negativo y el positivo) y cuentan con una densidad energética, es decir, la cantidad de energía por unidad de volumen, de entre 400 Wh/l y 650 Wh/l, y todavía se espera que evolucionen lo suficiente en los próximos años para ofrecer una mayor autonomía a un menor precio. Paralelamente, sin embargo, la investigación trabaja en posibles alternativas a más largo plazo.

Las baterías del futuro

• Litio-oxígeno. Podrían ser las baterías del futuro porque ofrecen una densidad de energía que multiplica hasta por 15 la de los acumuladores actuales, gracias al uso del oxígeno. Sin embargo, el problema es la corrosión que sufre el electrodo negativo, lo que impide las recargas continuadas. Un equipo de investigadores de la universidad canadiense de Waterloo parece haber hallado la solución, pero aún se encuentran en fase experimental.
• Litio y azufre. Estas baterías pesan menos, almacenan más energía y resultan más respetuosas con el medio ambiente. Las investigaciones se centran en solventar los dos problemas principales: la inestabilidad química del azufre, que va degradando el electrodo, y su mala conductividad.

• Litio metal. Con una densidad de energía que duplica a las de iones de litio, estas baterías utilizan un electrodo de grafeno. El tiempo de recarga se reduce notablemente.
• Electrolito sólido. En estas, en las que trabajan empresas como Samsung y LG Chem, se emplea un conductor de electricidad sólido: no hay riesgo de corrosión, la densidad energética se duplica y la recarga es hasta seis veces más rápida. Se estima que estarán listas antes de diez años.
• Polímero de grafeno. La empresa española Grabat produce celdas de polímero de grafeno para diferentes tipos de baterías. La compañía promete mayor densidad energética, menor tiempo de carga y más seguridad. En definitiva, serán muy ligeras y apenas ocuparán espacio, pero falta que alguien se decida a usar esta tecnología, ensamblando esas celdas y creando las baterías.