Que las baterías van a ser uno de los elementos esenciales de nuestro futuro ya no se le escapa a nadie. Hasta ahora la energía había tenido un fuerte componente físico propio: se encontraba en estado líquido o gaseoso. Se consumía en cualquier momento y se trasladaba con facilidad. Ahora tendremos que captarla del sol, del viento o del agua y almacenarla para poder usarla cuando la necesitemos. Y por supuesto en el automóvil, para el que se espera una fuerte electrificación a medio plazo -incluso los coches de hidrógeno necesitan una batería-, va a tener un papel protagonista aún más destacado. Recordemos que el gobierno se fijó en 2019 un objetivo de cinco millones de coches eléctricos (incluidos los híbridos enchufables) para 2030, y eso solo en España.
La investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías va a proporcionar avances y alegrías a la automoción desde muy diversas facetas, pero algunos de ellos ya son esperanzadores hoy día. “Hay una tendencia clara a señalar las baterías de electrolito sólido como la mejor solución técnica que tenemos hoy para acercarnos con el coche eléctrico a la densidad energética de los combustibles fósiles” dice Oscar Miguel, director adjunto de CIDETEC, una ingeniería localizada en San Sebastián que desarrolla tecnología de baterías para que sea factible su transferencia a la industria. Son las denominadas baterías de estado sólido que, se denominan así precisamente porque lo que se pretende es eliminar el electrolito líquido de las baterías (electrolito, ánodo y cátodo son sus tres partes principales). Esto “es por seguridad, ya que su inflamabilidad y volatilidad van en contra de la máxima seguridad deseada en todas sus aplicaciones y especialmente en el vehículo”.
Anunciadas como la piedra filosofal de las pilas desde hace años, parece que no acaban de aterrizar en el mercado. “Es muy difícil responder a la pregunta de cuándo llegarán” dice Oscar. En cambio fabricantes como Volkswagen se han atrevido a pronosticar su implementación para 2025. Los japoneses, con Toyota a la cabeza, que llevan mucho tiempo investigando en ellas, también las han anunciado “para la mitad de esta década”. Y mientras se espera que Honda desarrolle un proyecto piloto este mismo año, Nissan apunta a una fecha “cercana a 2028” en palabras de Makoto Uchida, su director general.
Pero Oscar Miguel, se inclina más por una llegada paulatina de diversos avances de calado menor que por un único salto de la nada al todo. Y apuesta por soluciones hibridadas. Nos cuenta que “los electrolitos inorgánicos tienen una mejor conductividad y necesitamos que haya un buen contacto entre las partes. Pero a cambio esta tecnología tiene demasiados retos a resolver como para que pueda ser fácilmente transferida en el corto plazo. Por eso los avances se están centrando más hacia los electrolitos de polímero que ofrecen una procesabilidad más factible con la tecnología actual”. Sin embargo, Miguel apunta que su conductividad es menor y, por tanto, las hibridaciones o intentos de combinar las virtudes -y también los aspectos negativos- de cada tipo de electrolito es una vía actualmente muy explorada. “Los electrolitos líquidos, los de polímeros sólidos y los de inorgánicos sólidos se pueden combinar. Así que se tiende a buscar soluciones entre los electrolitos sólidos pero hibridados, combinados de alguna manera o bien con componentes inorgánicos que ofrecen el plus de conductividad o bien con cantidades muy medidas de electrolito líquido para aportar dicha conductividad”.
Así que cuando se habla de baterías de electrolito sólido hay toda una gama de soluciones. Porque no todo se basa en “colocar” los materiales. “Se juega con todas las posibilidades químicas del ánodo, cátodo y electrolito pensando en la síntesis de los materiales, en las formulaciones a nivel de electrodo para que todo funcione, el procesado, el escalado, el diseño de celda... hay muchas cosas que poner a punto”. De ahí que vaya a ser “un camino progresivo con diversos saltos en el que se irán consiguiendo hitos basados en distintas tecnologías disponibles que se combinarán entre ellas y proporcionarán respuestas diferentes para necesidades variadas”.
Eso sí el trabajo habrá merecido la pena. Las baterías de estado sólido prometen unas autonomías mucho mayores gracias a su incrementada densidad energética, un menor peso, una vida prolongada y una mayor estabilidad en sus componentes y, por tanto, un aumento de la seguridad antiincendios. Y aunque toda la industria está trabajando en ello, mucha de la investigación procede de startups como Solid Power que comenzó siendo apoyada por Samsung y el Grupo Hyundai y recientemente ha conseguido financiación de Ford y BMW. Pero en España también hay ejemplos como el de CIDETEC. “Yo pediría que se confíe en la tecnología nacional, ya que es de calidad, disponemos de ella y estamos trabajando para las grandes empresas multinacionales que nos la reclaman”, comentó Miguel en la una jornada sobre baterías de Movilidadelectrica.com y PONS Mobility.
Es posible que les suene la hibridación a 48 voltios o hibridación ligera, que tantas veces hemos comentado como un sistema que ayuda al motor de combustión y aporta energía para los sistemas secundarios (calefacción, luces...) reduciendo algo los consumos. Hoy les vamos a hablar de la tecnología de 800 voltios, que podríamos definir como el Superman de los voltajes y cómo va a cambiar la vida a los usuarios de vehículos eléctricos. Se trata de un sistema que es capaz de reducir a la mitad el tiempo de recarga, el tamaño de la batería e incluso los costes, mejorando la eficiencia del bloque eléctrico en su conjunto.
Se trata de una tecnología que predominará a largo plazo sobre la mejor de la actualidad que es la de 400 voltios, pero que sorprendentemente ya es posible de encontrar en el mercado. Y ustedes pensarán con acierto en coches premium como el Porsche Taycan o como el Audi e-Tron GT. Pero lo cierto es que hay otros coches, quizá de menos postín, que también la ofrecen, como los mellizos del Grupo Hyundai Ioniq 5 y Kia EV6 que además han demostrado que es posible ofrecerlo a un coste relativamente asequible para el usuario.
Para hacerlo sencillo diremos que doblando el voltaje y con una corriente similar, se consigue doblar la cantidad de energía en la batería. Es física simple pero que hasta ahora ha sido poco usada principalmente por la dificultad de encontrarla en el mercado a un coste asequible para los fabricantes. Porsche fue quien lideró su aplicación en el mercado, pues gracias a su posición premium, se ha podido permitir partir desde la base con menos condicionantes económicos y menor necesidad de estándares.
Esta característica en la práctica supone que se divide a la mitad el tiempo necesario para la carga. Así que las baterías pueden ser menores si la recarga se hace en menos tiempo. Pueden tener la mitad del tamaño y peso, por lo que también serán más asequibles económicamente, al necesitar menores cantidades de materias primas. Pero, dándole la vuelta, esto permitirá su aplicación en vehículos de transporte a larga distancia con grandes baterías, sí, pero con el doble de autonomía.
Como es lógico esto necesitará cargadores capaces de servir cargas a 800 voltios. Ahora mismo, el ejemplo existente es la red de Ionity que incluye a Audi y Porsche, BMW y Mini, Ford, Hyundai y Kia, Mercedes y Smart. Y será necesario un despliegue razonable al menos a lo largo de los corredores de larga distancia que ya están comenzando a completarse. Una vez más, la red puede convertirse en el peor aliado del rápido aprovechamiento y despliegue de la movilidad eléctrica.
No obstante, el desarrollo en la práctica de esta tecnología aún va a llevar tiempo. El estándar actual de 400 voltios hace que sea más práctico y asequible de implementar para los fabricantes. Sin embargo como hemos dicho ya hay ejemplos en nuestras carreteras. Y cada vez llegan más, como el Lotus Eletre -del grupo Geely- que acaba de ser presentado. Como en otras cosas será posiblemente el empuje chino el que abaratará sus costes de implementación, puesto que marcas como Nio, BYD, Xpeng o Li Auto también han anunciado que darán el salto a esa tecnología en breve. Pero también Volkswagen, Volvo, Maserati o General Motors tienen planes para implementar una arquitectura que promete mejorar enormemente el uso y practicidad de los eléctricos.
Para finalizar, soñar con que la combinación de las dos tecnologías expuestas nos lleven a “otro mundo” de la movilidad eléctrica en el que ya ni siquiera nos planteemos la elección entre tecnologías a la hora de comprar nuestro próximo vehículo. Un momento en el que la tecnología eléctrica ya sea indiscutiblemente superior o al menos similar en prestaciones generales a la de combustión que ha tenido tiempo de desarrollarse durante los últimos más de 100 años.