Las baterías de estado sólido parecen ser la solución todos los problemas y limitaciones de la actual tecnología usada en el coche eléctrico para almacenar la energía necesaria para su funcionamiento. Pero esta solución aún está lejos de llegar al mercado y desde la Universidad de Michigan han analizado los motivos.
El salto de calidad del coche eléctrico vendrá de la mano de la próxima generación de baterías que traerá consigo con mayor alcance y seguridad. El secreto del éxito reside en la tecnología de «estado sólido«.
Pero frente a esta prometedora forma de concebir una batería hay una serie de preguntas clave que deben ser respondidas, antes de que se produzca el salto del laboratorio a la producción en masa.
La realidad actual
Según un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan, en Estados Unidos, ha enumerado las principales preguntas que deben responderse rápidamente para que la batería de estado sólido sea una realidad cotidiana.
Las actuales baterías de iones de litio han permitido demostrar que la movilidad cero emisiones puede competir y sustituir a la vieja y contaminante tecnología del motor de combustión interna.
Estas baterías de iones de litio se están acercando paulatinamente a su máximo rendimiento en términos de rendimiento y autonomía con una sola carga. Además las actuales baterías necesitan un sistema de gestión de pesado y voluminoso, sin el cual se puede producir un riesgo de incendio.
Mediante el uso de metal de litio para el ánodo de la batería junto con una cerámica para el electrolito, los investigadores han demostrado el potencial de duplicar la autonomía del coche eléctrico con una la batería del mismo tamaño, al tiempo que reduce drásticamente el potencial de incendios.
«Durante la última década se lograron enormes avances en el avance de las baterías de estado sólido de metal de litio«, afirma Jeff Sakamoto, investigador principal del estudio.
«Sin embargo, quedan varios desafíos en el camino hacia la comercialización de la tecnología, especialmente para los vehículos eléctricos«, añade el académico.
5 preguntas esenciales
La lista de preguntas que ha confeccionado la Universidad de Michigan está dirigida a la búsqueda de una solución que permita capitalizar potencial de las baterías de estado sólido:
- ¿Cómo podemos producir cerámica, que es frágil, en las enormes hojas delgadas de papel que requieren las baterías de metal de litio?
- ¿El uso de cerámica por parte de las baterías de metal de litio, que requieren energía para calentarlas hasta más de 2.000 grados Fahrenheit durante la fabricación, compensa sus beneficios ambientales en los vehículos eléctricos?
- ¿Se puede adaptar tanto la cerámica como el proceso utilizado para fabricarla para tener en cuenta defectos, como el agrietamiento, de una manera que no obligue a los fabricantes de baterías y fabricantes de automóviles a renovar drásticamente sus operaciones?
- Una batería de estado sólido de metal de litio no requeriría el sistema de gestión de baterías pesado y voluminoso que las baterías de iones de litio necesitan para mantener la durabilidad y reducir el riesgo de incendio. ¿Cómo afectará la reducción de masa y volumen del sistema de gestión de baterías, o su eliminación total, al rendimiento y la durabilidad en una batería de estado sólido?
- El metal de litio necesita estar en contacto constante con el electrolito cerámico, lo que significa que se necesita hardware adicional para aplicar presión para mantener el contacto. ¿Qué significará el hardware agregado para el rendimiento de la batería?
En búsqueda de la solución
Sakamoto, además de investigador universitario tiene su propia empresa centrada en baterías de estado sólido de metal de litio. Desde su punto de vista la tecnología vive un momento clave. Pero el entusiasmo que circunda a las baterías de estado sólido no debe adelantarse a sí mismo.
Según el equipo de la Universidad de Michigan, aún son necesarias pruebas rigurosas y análisis de datos, junto con transparencia en la investigación. En el grupo de trabajo se ha incluido a Michael Wang, ahora investigador postdoctoral en el MIT, y Eric Kazyak, investigador en ingeniería mecánica en la Universidad de Michigan.
Según el equipo investigador, “en la actualidad todavía hay cosas que deben entenderse completamente. Para avanzar en la investigación sería útil establecer protocolos de ensayo y análisis de datos y definir pautas entre los fabricantes de baterías y de automóviles para gestionar mejor las fases de diseño”.
Fuente | University of Michigan
