Baterías: la fuerza que impulsa la electrificación
La era eléctrica ya está entre nosotros. Así ha evolucionado y así será el futuro de los coches eléctricos con baterías de estado sólido
De los carros de caballos a la era industrial del carbón y el vapor. De la combustión interna a los combustibles alternativos. Los distintos sistemas de propulsión a nuestro alcance han cambiado hasta volverse casi irreconocibles. La siguiente etapa en el camino es la propulsión mediante baterías. Esta es la historia de lo que, poco a poco, se está convirtiendo en la fuente de energía conocida más importante para la humanidad.
CÓMO EMPEZÓ TODO
En 1780, el científico italiano Luigi Galvani observó lo que creía ser “electricidad animal”. Su experimento involucraba un anca de rana suspendida de un gancho de latón. Cuando la tocó con un escalpelo de hierro, la pata se contrajo.
Alessandro Volta, amigo de Galvani, se mostraba escéptico acerca de la teoría de la “electricidad animal”, ya que pensaba que eran los metales los responsables de esa reacción. En 1800, Volta inventó la primera batería de la historia. El invento consistía en unos discos de cobre y zinc separados por tela empapada en salmuera. Un origen humilde para un artilugio que ha llegado a dar forma al mundo moderno.
Teléfonos, cámaras, ordenadores portátiles y coches son todos ejemplos de lo prolíficos que son los usos que tienen las baterías. Además, el crecimiento del mercado de vehículos eléctricos está haciendo que estos elementos ganen aún más importancia. Por fortuna, ninguno de ellos necesita ya usar las ranas como fuente de energía.
Las baterías, hoy
A grandes rasgos, las células de una batería producen electricidad mediante un flujo de electrones que va de un electrodo negativo hacia otro positivo. Un coche eléctrico cuenta con muchas de esas células, en ocasiones incluso cientos de ellas. Evidentemente, tener que cargar con tantas células de batería añade un importante peso al vehículo. Esta es la razón por la que las baterías se montan en paquetes que se instalan tan cerca del suelo como resulte posible, con el objetivo de distribuir el peso y proveer al automóvil de un centro de gravedad bajo.
El uso de baterías reduce la necesidad de muchas de las piezas y componentes que equipan los motores convencionales
“Hoy somos capaces de empaquetar alrededor de tres veces más células en el mismo espacio”, explica David Labrosse, responsable de I+D de Kia en Europa. “Esto es posible gracias a la optimización del sistema de refrigeración: ahora utilizamos un fluido en lugar de aire”.
El uso de baterías reduce la necesidad de muchas de las piezas y componentes que equipan los motores convencionales. Esto significa que los diseñadores cuentan con menos restricciones para hacer su trabajo. Como resultado, los habitáculos pueden ser más espaciosos y disponer de diseños más abiertos o incluso parecidos a un salón.
Hablemos de dinero
El coste de las baterías sigue siendo la barrera más importante para que los usuarios se animen a comprar un vehículo eléctrico, a pesar de que se ha reducido recientemente. De hecho, los precios han caído desde unos 600 euros por kilowatio-hora (kWh) en 2009 a los entre 125 y 150 actuales, según Boston Consulting Group. En el caso de un coche de 64 kWh, esto supone un ahorro considerable.
“Los costes seguirán bajando a medida que la producción se dispare y los procesos de fabricación se vuelvan más rápidos y económicos”, predice Labrosse. “Unos componentes de batería más baratos suponen un coche más asequible para los consumidores, más ventas y, por tanto, mayor inversión y desarrollo de la tecnología”.
Bloomberg New Energy Finance, por su parte, vaticina que el precio de venta de ciertos vehículos eléctricos podría llegar a equipararse con el de los coches de combustión a mediados de esta misma década.
Las baterías del futuro
Unos precios en descenso, incentivos y la acción planificada por los gobiernos ha llevado a McKinsey a anticipar que, en 2040, alrededor del 70% de todos los vehículos vendidos en Europa (furgonetas, camiones y autobuses incluidos) serán eléctricos. Esta creciente popularidad irá acompañada por una mayor potencia, más autonomía, tiempos de recarga más rápidos y nuevas reducciones de costes en las economías de escala.
Labrosse prevé que “la química de las células seguirá evolucionando y, con ella, aumentará la capacidad de almacenamiento de energía del material utilizado. Habrá menores pérdidas de calor, tiempos de recarga más veloces, mejores sistemas de frenada regenerativa y más potencia”.
Baterías de estado sólido
Si hay un área a la cual se apunta como el futuro de la tecnología, esa es la batería de estado sólido. Este tipo de acumuladores se deshace del electrolito líquido que se puede encontrar en la mayoría de los acumuladores y lo sustituye por otro sólido. En las células de estado sólido es mucho más fácil controlar el calor, de tal manera que su refrigeración resulta mucho más barata y sencilla. También son menos necesarias las carcasas protectoras aparatosas y pesadas.
Además, una batería más ligera reduce el peso medio del vehículo. Esto significa que necesitará menos energía para moverse y que la batería también podrá ser más pequeña para alcanzar la misma autonomía. “La seguridad, la durabilidad y la densidad de energía podrían impulsar nuevos pasos adelante tan pronto como adoptemos el uso de baterías de estado sólido”, confía Labrosse.
Una segunda oportunidad para las baterías
Con todo, las baterías en los coches no tienen ante sí un panorama sencillo. Si no se las critica por su autonomía, es porque se ven sujetas a temperaturas de trabajo extremas.
“La química de las células seguirá evolucionando y, con ella, aumentará la capacidad de almacenamiento de energía del material utilizado”. David Labrosse, responsable de I+D de Kia en Europa
Dentro de aproximadamente una década, llegará el momento en el que una batería simplemente ya no rendirá lo suficiente respecto a los estándares que requerirá el vehículo eléctrico. Sin embargo, sería un desperdicio si simplemente nos deshiciéramos de ella.
Aunque sus materiales se pueden reciclar y reutilizar, existe otro modelo para dotar a las baterías de una segunda vida. Es el que se da cuando la batería se extrae del vehículo intacta para utilizarla en distintas aplicaciones. Por ejemplo, esas baterías se pueden emplear en hogares como fuente de energía para equilibrar el consumo que se hace desde la red eléctrica. Un día podríamos llegar a poner en marcha la cafetera gracias a baterías de segunda vida que originalmente se utilizaron en coches eléctricos.
Mientras los combustibles fósiles pasan a formar parte del club de fuentes de energía históricas, junto a los caballos y el vapor, las baterías todavía tienen empuje. La era eléctrica ya está entre nosotros. En su corazón se encuentran las baterías para disminuir las emisiones y reducir el impacto del automóvil sobre el medio ambiente.