Bienvenido al futuro de las baterías para vehículos eléctricos
La carrera por lo mejor baterías de coches eléctricos se llama la próxima fiebre del oro. Esto es lo que viene.
Se avecinan muchas tecnologías nuevas que pueden facilitar la posesión y el funcionamiento de un vehículo de cero emisiones. Los problemas derivados de la «falta de autonomía» y los «tiempos de carga prolongados» pronto serán cosa del pasado, ya que los paquetes de baterías ofrecen más de 500 millas de autonomía entre cargas en solo unos segundos y energía disponible de forma inalámbrica.
Estamos en el umbral de una revolución de las baterías. Los fabricantes de automóviles eléctricos saben que, para tener un vehículo eléctrico en cada garaje, los estadounidenses exigen más autonomía y una carga más rápida. Son muy conscientes de las limitaciones de las baterías de iones de litio actuales que alimentan los vehículos eléctricos actuales. Si bien los chips y sistemas operativos de las computadoras siguen avanzando en el ahorro de energía, los paquetes de baterías han sido el eslabón más débil... hasta ahora.
Echemos un vistazo a las investigaciones que pueden conducir a un nuevo y emocionante mundo de tecnología de baterías para los coches eléctricos del mañana.
Baterías para vehículos eléctricos como componentes estructurales
La investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers se ha centrado en el uso de la nueva tecnología de baterías como componente estructural de los futuros coches eléctricos. Esto podría conducir a vehículos más livianos en los que las partes de la carrocería sean las baterías. Al utilizar fibra de carbono como electrodo negativo, mientras que el positivo es un fosfato de hierro y litio, estas baterías serían extremadamente rígidas para los componentes estructurales.
Electrodos de nanotubos de carbono
NAWA Technologies ha diseñado y patentado un electrodo de carbono ultrarrápido que podría cambiar las baterías tal como las conocemos. Esto utiliza un nanotubo de carbono alineado verticalmente que puede aumentar la potencia de la batería diez veces más que los paquetes de baterías actuales. También puede aumentar el almacenamiento de energía en un factor de tres y aumentar cinco veces el ciclo de vida de una batería. La NAWA dice que cargando tardará solo cinco minutos en llegar a una carga del 80 por ciento. Esta tecnología podría estar en producción tan pronto como en 2023.
Baterías sin cobalto
La Universidad de Texas está trabajando en una batería de iones de litio que no utiliza cobalto como cátodo. En cambio, utiliza hasta un 89 por ciento de níquel, así como aluminio y manganeso. La motivación es que el cobalto es poco común, caro y perjudicial para su origen. El equipo de la U of T afirma que sus baterías también producen una distribución de iones más elegante.
Una empresa china llamada SVOLT fabrica baterías sin cobalto para el mercado de vehículos eléctricos. Afirman tener una mayor densidad de energía, lo que da como resultado una autonomía estimada de hasta 500 millas con una sola carga.
Baterías de ánodo de silicio
En busca de una cura para el silicio inestable de las baterías de iones de litio, investigadores de la Universidad de Finlandia Oriental han desarrollado un método para producir un ánodo híbrido que utiliza micropartículas de silicio mesoporosas y nanotubos de carbono. Esperan reemplazar el grafito como ánodo y sustituirlo por silicio, que tiene diez veces más capacidad. El objetivo es que esto mejore el rendimiento de la batería. Lo mejor de todo es que el origen de esta silicona es respetuoso con el medio ambiente, ya que está hecha de ceniza de cáscara de cebada.
Una batería extraída del agua de mar
IBM Research ha descubierto una nueva química de baterías que está libre de metales pesados y puede superar a las baterías de iones de litio. Los materiales se extraen del agua de mar. IBM afirma que estas baterías serán más baratas de fabricar, se cargarán más rápido y tendrán una mayor densidad de energía y potencia. La compañía está trabajando actualmente con Mercedes-Benz para desarrollar la tecnología.
Las baterías de arena ofrecen más vida útil
Investigadores de la Universidad de California en Riverside están trabajando en una tecnología de baterías que utiliza arena para crear silicio puro para lograr un rendimiento tres veces mejor que las baterías actuales de iones de litio basadas en grafito. Este nuevo silicio puro también aumenta la vida útil de las baterías.
Una empresa emergente de baterías llamada Silnano está llevando esta tecnología al mercado gracias a la financiación de Daimler y BMW, que promete un aumento del 40 por ciento en el rendimiento de las baterías en un futuro próximo.
¿Cargar coches eléctricos mediante Wi-Fi?
Imagina alimentar tu coche a través de Wi-Fi mientras conduces. Nunca tendrás que recargar la batería enchufándolo. Si bien esta tecnología aún está lejos, los investigadores han desarrollado una antena captadora de ondas de radio de solo varios átomos de grosor, que podría usarse para recargar futuros vehículos eléctricos mediante ondas electromagnéticas.
El concepto consiste en incorporar la rectena de disulfuro de molibdeno para que la energía de corriente alterna pueda descargarse de una red Wi-Fi y convertirse en corriente continua para recargar una batería o alimentar un vehículo eléctrico directamente. Esperemos que no te fríe el cerebro al mismo tiempo.
Carga por ultrasonidos por aire
Otra forma posible de transmitir energía recargable por el aire es mediante ultrasonidos. Una empresa llamada uBeam convierte la energía en ondas sonoras que pueden transmitirse a su vehículo eléctrico y luego volver a convertirse en energía. En este momento, uBeam está experimentando con el uso de esta tecnología para alimentar teléfonos inteligentes y portátiles, pero ¿quién sabe a dónde podría llevar esto?
Carga tu vehículo eléctrico en 5 minutos
Hablando de la carga de teléfonos inteligentes, una empresa emergente llamada StoreDot que nació en el departamento de nanotecnología de la Universidad de Tel Aviv, ha desarrollado un cargador que utiliza semiconductores biológicos. Estos utilizan compuestos peptídicos orgánicos que son los componentes básicos de las proteínas. El resultado es un cargador que puede recargar tu smartphone en solo 60 segundos, y los compuestos orgánicos no son inflamables para una carga más segura. Actualmente, StoreDot está fabricando baterías para vehículos eléctricos que se cargarán en cinco minutos y ofrecen un precio estimado gama de 300 millas.
Baterías que nunca se agotan
Los científicos de la Universidad de California están trabajando en baterías de nanocables que nunca se agotarán. Los nanocables de oro son mil veces más delgados que un cabello humano y se encuentran en un gel de electrolito para evitar que se descompongan durante la recarga. Se han sometido a pruebas de recarga más de 200 000 veces en tres meses y no han mostrado signos de degradación.
Baterías de estado sólido
Tradicionalmente, las baterías de estado sólido ofrecen estabilidad, pero a costa de las transmisiones de electrolitos. Sin embargo, los científicos de Toyota están probando una batería de estado sólido que utiliza conductores superiónicos de sulfuro para obtener una batería mejor que pueda funcionar a niveles de supercondensadores y cargarse en solo siete minutos. Además, al ser de estado sólido, es más segura que las opciones de baterías actuales.
Solid Power Inc. produce baterías de estado sólido para vehículos eléctricos que utilizan celdas totalmente de estado sólido a base de sulfuro. Mientras tanto, QuantumScape está desarrollando baterías de estado sólido para Volkswagen. La esperanza es que estas baterías revolucionarias se utilicen en vehículos eléctricos en 2026.
Baterías de zinc-aire
Investigadores de la Universidad de Sídney han encontrado una manera de fabricar baterías de zinc-aire por mucho menos que los costos de los métodos actuales. Las baterías de zinc-aire son superiores a las baterías de iones de litio, ya que no pueden incendiarse. El problema ha sido que las baterías de zinc-aire están hechas de componentes muy caros, pero la Universidad ha encontrado la manera de utilizar alternativas mucho más baratas. Por lo tanto, es posible que pronto estén en camino baterías más baratas y seguras.
Carga de vehículos eléctricos veinte veces más rápida
La tecnología de doble carbono de Ryden permite que las baterías duren más y se carguen más rápido que las de litio, pero se pueden fabricar en las mismas fábricas donde se producen las baterías de litio. Power Japan Plus afirma que las baterías son más sostenibles, duran más, son respetuosas con el medio ambiente y pueden cargarse 20 veces más rápido que las baterías convencionales.
Nuevas baterías para vehículos eléctricos y mayor alcance
Una empresa llamada Graphenano está desarrollando una batería de grafeno que, según afirma, ofrecerá un alcance estimado de 500 millas y se puede recargar en solo unos minutos. La compañía dice que sus baterías se cargarán y se agotarán 33 veces más rápido que las baterías de iones de litio.
Un automóvil experimental recorrió recientemente 1.100 millas con una sola carga de batería. Esto fue posible gracias a la tecnología de baterías de aluminio-aire, que utilizan oxígeno del aire para llenar su cátodo, lo que las hace mucho más ligeras que las baterías de iones de litio llenas de líquido, para dar al automóvil eléctrico una mayor autonomía.
Baterías para vehículos eléctricos mejores y más baratas: la nueva fiebre del oro
Según numerosas estadísticas, las ventas de vehículos eléctricos aumentarán en los Estados Unidos en los próximos cinco años, pasando del 3 por ciento de las ventas de automóviles actuales a alrededor del 10 por ciento en 2025 y casi el 30 por ciento en 2030. La demanda de baterías para vehículos eléctricos mejores y más baratas está creando una nueva fiebre del oro, ya que los equipos de investigación universitarios, las empresas emergentes y los fabricantes de automóviles se sumergen en nuevas y emocionantes tecnologías y se apresuran a satisfacer la demanda.
El objetivo es desarrollar baterías para vehículos eléctricos mejoradas que se carguen más rápido y duren más, al tiempo que se cambian a materiales menos costosos y más respetuosos con el medio ambiente. Estamos al tanto de todo lo que ocurre en el universo de los vehículos de cero emisiones, así que visita GreenCars con frecuencia para obtener información sobre las últimas tecnologías que están impulsando la revolución del transporte de vehículos eléctricos.
