Una nueva batería con ánodo de silicio promete duplicar la autonomía de los coches eléctricos

La carrera por mejorar las baterías de los coches eléctricos sigue acelerándose, y ahora una joven empresa alemana asegura haber dado con una solución capaz de cambiar las reglas del juego. Su propuesta pasa por sustituir el grafito de los ánodos actuales por silicio puro, una tecnología que, sobre el papel, permitiría aumentar de forma notable la densidad energética, reducir costes de producción y mejorar las velocidades de carga.

La compañía, Norcsi, ubicada en la ciudad alemana de Halle y vinculada al entorno universitario y de investigación del país, afirma haber desarrollado una tecnología de celdas compatible con los procesos de fabricación actuales, pero capaz de superar claramente las prestaciones de las baterías convencionales.

Detrás del proyecto se encuentran especialistas procedentes del ámbito de la investigación energética y de materiales avanzados. La idea nació en 2013 dentro de un proyecto multidisciplinar en el que expertos en semiconductores y almacenamiento energético detectaron sinergias que podían trasladarse al sector de las baterías. Sin embargo, hicieron falta varios años de desarrollo adicional hasta alcanzar una solución con potencial industrial.

El silicio como sustituto del grafito

La clave de esta propuesta reside en reemplazar el grafito por un ánodo fabricado íntegramente en silicio. Se trata de un material que posee una capacidad de almacenamiento de energía hasta diez veces superior a la del grafito y que, además, es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre.

El gran problema histórico del silicio ha sido siempre su fuerte expansión durante los ciclos de carga y descarga. Este fenómeno provoca tensiones internas que degradan rápidamente la batería y reducen su vida útil.

Para evitarlo, los desarrolladores han recurrido a una técnica procedente de la industria de los semiconductores. Mediante un intenso pulso de luz generado por una lámpara de xenón, consiguen crear nanoestructuras estables en una fina capa de silicio. Estas estructuras permiten absorber las deformaciones del material y mantener su estabilidad durante cientos de ciclos de carga.

Según sus responsables, la diferencia respecto a otras soluciones en desarrollo es que el proceso empleado es completamente físico y evita tratamientos químicos complejos y costosos, algo que podría facilitar enormemente su industrialización.

Otro de los puntos fuertes es el método de fabricación. El sistema utiliza un proceso continuo de recubrimiento sobre una lámina transportadora que posteriormente se enrolla para formar el ánodo terminado. Frente a otras alternativas más complejas basadas en nanohilos de silicio o procesos por lotes, este método promete una producción más sencilla y económica.

Además, las instalaciones necesarias serían mucho más compactas. Los equipos trabajan en condiciones de vacío y no requieren amplias zonas de secado ni salas climatizadas de gran tamaño. Según la empresa, una fábrica basada en esta tecnología necesitaría apenas una décima parte del espacio que ocupa una gigafactoría convencional.

Los datos obtenidos en laboratorio resultan especialmente llamativos. En celdas LFP, la densidad volumétrica pasaría de 410 a 520 Wh/l, mientras que en las químicas NMC aumentaría desde 670 hasta 990 Wh/l. Los desarrolladores incluso aseguran que ya trabajan en una evolución capaz de alcanzar el límite teórico de la tecnología, los 1.200 Wh/l.

Para ilustrar el potencial de la tecnología, la empresa pone como ejemplo un coche equipado actualmente con una batería de 80 kWh y un peso de 502 kilos. Manteniendo exactamente el mismo espacio disponible, sería posible instalar una batería de 135 kWh. Esto permitiría elevar la autonomía desde unos 560 kilómetros hasta aproximadamente 945 kilómetros, una cifra que cambiaría por completo la percepción de los viajes de larga distancia en un coche eléctrico.

Ya negocia con Volkswagen y prepara su salto industrial

Los responsables del proyecto también sostienen que los costes de producción podrían situarse alrededor de un 20% por debajo de los niveles actuales de los fabricantes chinos, un aspecto especialmente relevante en un momento en el que Europa busca reducir su dependencia tecnológica del gigante asiático.

La compañía asegura además que ya está trabajando en la fabricación de celdas junto a varios fabricantes de automóviles. Entre ellos destaca Volkswagen, con quien las conversaciones estarían más avanzadas. No es casualidad, ya que el grupo alemán es uno de los pocos constructores europeos que dispone de una fábrica propia de baterías en Salzgitter.

El proyecto también ha despertado interés dentro de la comunidad científica. Diversos investigadores especializados en almacenamiento energético consideran que la propuesta tiene una base técnica sólida y destacan que, si logra trasladarse con éxito a la producción en serie, podría representar un salto muy importante para el sector.

Los planes de expansión son ambiciosos. Este mismo otoño está prevista la puesta en marcha de una planta piloto de apenas 80 metros cuadrados, con capacidad para producir 200 MWh anuales. El siguiente paso llegará en 2027 con una instalación de 500 metros cuadrados capaz de alcanzar los 5 GWh de producción al año.

La empresa afirma contar ya con más de 100 patentes relacionadas con esta tecnología y contempla utilizar en el futuro silicio reciclado procedente de paneles fotovoltaicos al final de su vida útil. Si todas estas promesas terminan convirtiéndose en realidad, el sector de las baterías podría encontrarse ante uno de los avances más relevantes de los últimos años, con autonomías cercanas a los 1.000 kilómetros sin necesidad de aumentar el tamaño ni el peso de los actuales coches eléctricos.