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viernes, 18 junio, 2021

Coches eléctricos, ¿cómo será la próxima generación de baterías?

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Las baterías del futuro estarán en el centro de la creciente difusión de la movilidad eléctrica, así como de la determinación de su autonomía y fiabilidad. De hecho, durante los próximos años, las baterías eléctricas harán un progreso importante, especialmente en dos áreas: materiales que retienen energía y arquitectura de la batería. Esto lo explica Maximilian Fichtner, profesor de Química del Estado Sólido en la Universidad de Ulm y Jefe del Departamento de Sistemas de Almacenamiento de Energía en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe. Su visión del futuro.

Grafito y silicio, pero también un nuevo diseño

Un compuesto de grafito y silicio pronto puede reemplazar al grafito puro en el ánodo. Dado que el silicio tiene una densidad de energía diez veces mayor que el grafito, el contenido de energía de las baterías aumentará enormemente. Además, con el nuevo diseño de las baterías, será posible insertar un mayor número de celdas en una carcasa del mismo tamaño. Actualmente, el material de almacenamiento representa el 25-30% del contenido de la batería. El resto son envases, envoltorios y aditivos. «Habrá muchos avances en esta área», explica Fichtner.

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Centrarse en las baterías de estado sólido

En futuras baterías de estado sólido, el grafito de polo negativo será reemplazado por metal de litio, una opción que aumentará la autonomía del 30 al 40%: por esta razón, la tecnología de estado sólido se considera una especie de solución final para la investigación de baterías. «Ciertamente es una gran oportunidad, pero hay algunas preguntas abiertas, ya que el proceso de industrialización aún no ha comenzado y los costos deberán tenerse en cuenta», agregó Fichtner. «La curva de precios de las baterías de iones de litio está disminuyendo hoy». . Incluso después de la introducción de materiales catódicos sostenibles como el fosfato de hierro y litio, los costos pueden caer por debajo del nivel de $ 100 por kWh, que es el límite por debajo del cual un automóvil eléctrico se vuelve más barato que uno tradicional. Hasta la fecha, no podemos decir si las baterías de estado sólido alcanzarán el mismo nivel y con qué rapidez.

Autonomía y carga, ya que cambiarán.

La gama de vehículos eléctricos crecerá drásticamente en un futuro próximo. «Pronto será obvio hablar de al menos 500 kilómetros y empezar a luchar por los 1000. Los coches avanzan rápido, no tanto la infraestructura de carga; necesitamos una red adecuada de estaciones de carga rápida ”, continúa Fichtner, quien luego destacó la importancia de permitir que quienes viven en la ciudad y no cuentan con caja de pared recarguen cómodamente sus autos. Otro aspecto en el que es importante trabajar es la estandarización de tarifas en la red vial pública. «El automóvil eléctrico tiene la mejor huella de carbono, dados todos los tipos de unidades para el sector de los automóviles de pasajeros, por lo que debemos enfocarnos en la movilidad eléctrica», dijo Fichtner.

La importancia de las materias primas utilizadas

Actualmente, el cobalto se utiliza principalmente para baterías de teléfonos móviles y portátiles, pero también para la producción de aceros ultrarrápidos y afilados. «En lo que respecta a la movilidad eléctrica, es posible y necesario eliminar el cobalto, tanto para la protección de los derechos humanos como para las reservas limitadas. Una excelente alternativa es el fosfato de hierro y litio, un material barato, duradero y no tóxico. La denominada espinela de manganeso también puede ser una opción ”, explica Fichtner. Reflexión final sobre el litio: «Todavía no hay un sustituto convincente para este material, pero en este caso la situación no es tan crítica, ya que las reservas mundiales de litio son mucho mayores que las de cobalto. Y en cualquier caso, existen alternativas a la extracción de litio de los lagos salados.

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