La ola polar que azotó los EE. UU. de manera reciente generó inconvenientes entre los usuarios de vehículos eléctricos y, a lo largo del país, varias personas informaron dificultades con la carga y la duración de sus baterías, así como la presencia de vehículos que debieron ser remolcados por falta de energía.
Las temperaturas bajo cero no son buenas para ningún tipo de vehículo; sin embargo, una nueva investigación de un servicio noruego de asistencia vial reveló que los autos eléctricos tienen menos fallas en condiciones de frío extremo que los vehículos que utilizan combustibles fósiles.
A pesar de ello, las preocupaciones en torno a la autonomía y la duración de las baterías de iones de litio sigue obstaculizando las ventas de vehículos eléctricos.
Un estudio de Ipsos del año pasado reveló que, a la hora de comprar un vehículo eléctrico, muchas personas desisten de hacerlo porque les preocupa la falta de estaciones de recarga y la duración de las baterías, además de los costos.
Los resultados son un obstáculo para los planes que se tienen a futuro en los EE. UU. respecto a las cuestiones climáticas. Más de una cuarta parte de las emisiones de gases de efecto invernadero del país proceden del transporte y, para ello, el Gobierno de Biden pretende que al menos la mitad de los nuevos vehículos que se vendan en 2030 sean eléctricos.
En la actualidad, representan un 9 % de las ventas de vehículos nuevos en los EE. UU., según la plataforma de seguimiento de la industria EV Hub.
Pero un avance reciente de un equipo de científicos de la Universidad de Harvard podría ayudar a superar estos obstáculos, puesto que un grupo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas informaron a principios de este mes que han desarrollado una nueva batería de “estado sólido” que puede cargarse tan rápido como un tanque de gasolina, al menos unas 6.000 veces.
En la actualidad, los vehículos eléctricos, las computadoras portátiles y otros aparatos electrónicos que necesitan almacenar energía suelen utilizar baterías de iones de litio con un diseño plano y compacto, de “tipo bolsa”.
No obstante, solo se pueden utilizar en máquinas de gran tamaño hasta un cierto punto y son inflamables, como ya se ha demostrado.
En junio de 2023, cuatro personas murieron después de que una batería de iones de litio se prendiese fuego en una tienda de bicicletas eléctricas de Nueva York y se propagase a los apartamentos superiores. Además, en diciembre, se produjo un incendio en un barco de carga que transportaba casi 2.000 toneladas de baterías de iones de litio frente a las costas de Alaska.
La carrera para desarrollar baterías de estado sólido se ha intensificado en los últimos años, ya que esta tecnología se considera esencial para sustituir los vehículos que utilizan gasolina por modelos eléctricos en todo el país. Empresas como Volkswagen y Toyota han estado trabajando en sus propias baterías de estado sólido, con el objetivo de incorporarlas a los vehículos a finales de la década.
El Dr. Xin Li, profesor titular de Ciencia de los Materiales en Harvard, describió las baterías de estado sólido como “el santo grial”.
Aunque su aspecto exterior es similar al de los modelos de iones de litio, las baterías de estado sólido sustituyen los electrolitos orgánicos líquidos por un material sólido, por ejemplo, una cerámica de alta tecnología.
“Tienen mejor conductividad que el líquido y no son inflamables, por lo que son más seguras”, explicó el Dr. Li a The Independent.
La batería del equipo de Harvard, cuyo tamaño es igual a un sello postal, mantuvo el 80 % de su capacidad después de 6.000 ciclos y mostró un buen rendimiento a bajas temperaturas.
Además, después de descubrir una nueva forma de fabricarla con un ánodo de metal de litio, que tiene una capacidad 10 veces superior a la de los típicos ánodos de grafito comerciales, los científicos aseguraron que supera a otras baterías de estado sólido que existen actualmente en el mercado.
Por otra parte, con su nuevo diseño compuesto de varias capas y materiales, lograron superar el importante problema de las “dendritas”, estructuras en forma de raíz que crecen desde la superficie del ánodo hasta el electrolito y pueden perforar la barrera que separa el cátodo opuesto, lo que provoca un cortocircuito en la batería o, peor aún, fuego.
La vida útil de la batería es de 30 años y podría reducir drásticamente los costos de los vehículos eléctricos.
“Si el consumidor gasta menos dinero en comprar un vehículo eléctrico, eso impulsará de verdad la electrización mundial”, afirmó el Dr. Li.
La capacidad de cargar una batería en cuestión de minutos también significa que tiene una densidad de energía muy alta, lo que aumenta sus posibilidades de uso.
“No se trata solo de vehículos eléctricos, podrían [aplicarse a] aviones eléctricos que necesitan mucha potencia para despegar”, añadió.
El Dr. Li empezó a dedicarse a las baterías de estado sólido cuando comenzó a trabajar en Harvard en 2015, tras su paso por MIT, Cal Tech, la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Nanjing (China). “Tenía docenas de proyectos en paralelo, pero al cabo de un par de años, me di cuenta del potencial de las baterías de estado sólido y me centré más en ellas”, explica.
En 2021, con sus colegas de Harvard, crearon la empresa Adden Energy para otorgar licencias y desarrollar la tecnología. Una empresa automovilística estadounidense ya ha probado su batería de estado sólido y ha obtenido los mismos resultados positivos que en sus pruebas internas, según señaló el Dr. Li.
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