La energía eléctrica se está abriendo paso cada vez con más fuerza en el campo de la automoción, sin embargo el hándicap más grande que encuentran este tipo de vehículos que apuestan por una fuente de energía 100% eléctrica son sus baterías. Actualmente una nueva tecnología se está empezando a utilizar por parte de los fabricantes con tal de poder conseguir unas baterías más eficientes que puedan competir en autonomía con los vehículos propulsados por combustible. Estas son las llamadas baterías en estado sólido.
Qué son las baterías en estado sólido y cómo funcionan
Las baterías en estado sólido son una evolución de las baterías de iones de litio. Por eso, para comprender cómo funcionan estas baterías en estado sólido, primero debemos comprender el funcionamiento de las baterías de iones de litio.
Todas las baterías se componen de celdas combinadas, estas celdas a su vez se componen de tres partes fundamentales: el ánodo, el cátodo y el electrolito. El electrolito habitualmente utiliza una sal de litio que contiene los iones necesarios para llevar a cabo la reacción química reversible que se da entre los el cátodo y el ánodo.
En el momento en que la batería se encuentra cargada y se le conecta cualquier aparato para alimentar, el circuito eléctrico del conjunto se cierra. Entonces se activa una reacción química que provoca que las partículas ionizadas circulen de un electrodo a otro y arrastrando la producción de los electrones a los bornes de la batería. Este es el momento en que la batería libera energía. Al conectar posteriormente un cargados a los bornes, se produce el proceso químico inverso, cargando así la batería.
Tras años de uso e investigación de las baterías de litio, estas se han quedado prácticamente sin margen de mejora, es por ello que si se quieren seguir mejorando los resultados en cuanto a eficiencia de las baterías se debe empezar a apostar por una tecnología nueva.
Las baterías en estado sólido se basan en el mismo principio, pero a diferencia de las baterías de iones de litio, el electrolito en este caso es sólido en vez de líquido. Los equipos de investigación llevan décadas trabajando en esta tecnología probando diferentes materiales pero hasta hace muy poco nadie había conseguido la estabilidad necesaria en las baterías. Diferentes fabricantes están experimentando con este tipo de baterías en estado sólido para coches y, aunque todavía existe bastante secretismo entorno a los materiales utilizados, han dado a conocer las ventajas que supondrá este nuevo tipo de baterías.
Ventajas de las baterías en estado sólido
- + Vida útil más larga: Con el transcurso del tiempo, las baterías de litio se van haciendo cada vez más inestables y disminuyen su prestación debido a que el líquido dentro de sus celdas se va solidificando. Al utilizar un material sólido en vez de liquido se eliminan estos problemas por solidificación.
- + Tiempos de carga más reducidos: Los iones viajan más rápido de un electrodo a otro en un conductor sólido. Esto puede reducir el tiempo de carga en hasta 6 veces comparado con las baterías de ion litio.
- + Mayor autonomía: El uso de un compuesto sólido permite aumentar la densidad de energía, esto le da a la batería una mayor capacidad de almacenamiento. Podrán almacenar hasta 5 veces más energía. Este punto quizá sea la mayor ventaja de la batería en estado sólido para coches eléctricos.
- + Mayor seguridad: No son propensas a explotar o incendiarse ya que se elimina el líquido utilizado en las baterías de ion-litio que es altamente inflamable. Además se calientan mucho menos y no necesitan sistemas de refrigeración.
- + Más económicas: La producción en serie de baterías en estado sólido se presupone que será mucho más barata y sencilla debido al uso de vidrio como material principal.
- + Más ligeras: Estas baterías pesarán menos y podrán almacenar más energía.
- + Más respetuosas con el medio ambiente: Además de que las baterías en estado sólido para coches eléctricos contribuyan como el resto de estos coches a reducir las emisiones de CO2, estas baterías eliminarían prácticamente en su totalidad el cobalto, una materia prima muy polémica debido a su escasez, alto precio y poca sostenibilidad.
¿Por qué no han llegado todavía al mercado?
La pregunta es… Si tantas ventajas ofrecen este tipo de baterías en estado sólido en coches, ¿Por qué no están ya en el mercado?
Las baterías en estado sólido es una tecnología nueva y por tanto los fabricantes todavía están investigando este tipo de baterías a gran escala y un coste bajo, ya que actualmente su producción sería demasiado cara como para poder implementarlas en el mercado.
¿Cuándo llegarán las baterías de estado sólido al mercado?
Hasta hace poco este tipo de tecnología no se esperaba hasta dentro de aproximadamente una década. Sin embargo una fuerte inversión por parte de grandes marcas como Toyota, BMW, Tesla, Ford, Samsung, Volkswagen, Hyundai, etc. puede hacer que esta revolución tecnológica llegue mucho antes de lo previsto.
El desarrollo de las baterías de estado sólido se encuentra en una fase avanzada y algunas marcas ven muy próxima su incorporación a sus productos. Toyota planea ser la primera empresa que ponga a la venta coches eléctricos con batería de estado sólido. La fecha prevista para ello es 2022 con un prototipo de la marca que se podrá ver próximamente.
Se prevé que estos vehículos tengan una autonomía de más del doble de distancia que ofrecen los actuales coches eléctricos que funcionan con baterías de iones de litio convencionales. Esto no implicaría ninguna pérdida de espacio interior incluso en los vehículos más compactos.
Conclusión
Las baterías de ion-litio están llegando a su límite de eficiencia y, en lo que respecta al mercado automovilístico, todavía son necesarias baterías más eficientes para poder competir con los coches propulsados por un motor de combustión. Las baterías sólidas pueden provocar una revolución en el mercado debido a su gran número de ventajas pero para ello las empresas deben conseguir que su producción sea rentable y viable en los mercados.
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