Las baterías de litio, que se utilizan actualmente en los vehículos eléctricos, están compuestas por dos electrodos, un cátodo y un ánodo, entre los que fluye la corriente eléctrica. El ánodo, o polo positivo, está formado en parte por grafito. La empresa Sila Nanotechnologies ha desarrollado una tecnología capaz de sustituir por completo este material por silicio, cuya densidad de energía es más alta. Con esta solución se lograría aumentar la capacidad de las baterías y, por lo tanto, la autonomía de los vehículos eléctricos.
La tecnología desarrollada por la empresa californiana Sila, constituida en un laboratorio del Instituto de tecnología de Georgia, podría implementarse "en más de un millón de baterías de vehículos eléctricos a mediados de la próxima década", afirma en una entrevista su CEO, Gene Berdichevsky, un ex ingeniero de Tesla que intervino en el desarrollo del Roadster de primera generación. Un equipo de investigadores de la Universidad de Vrije, Bruselas, estima que el uso de silicio puede reducir el costo por kWh de las baterías de litio de los vehículos eléctricos en un 30%.
Entre los clientes de Sila se encuentran fabricantes de automóviles tan importantes como BMW y el productor de baterías más grande del mundo, CATL (Contemporary Amperex Technology), que lanzarán esta tecnología en sus productos en los próximos años. "Hemos fijado el año 2023 para el lanzamiento de los primeros vehículos eléctricos con esta tecnología. Necesitaremos una capacidad de muchos GWh para tener un impacto significativo en la industria automotriz", ha añadido Berdichevsky.
Proceso de fabricación de celdas de baterías con ánodo de silicio de Sila.
Según la U.S. Energy Information Administration, en 2016 se vendieron alrededor de 500.000 vehículos eléctricos en todo el mundo. Una cifra que podría multiplicarse por siete en 2022. Este incremento se verá animado por las restricciones legislativas para el uso de vehículos de combustión.
Las nuevas tecnologías que se están desarrollando para las baterías, como la adopción de electrolitos sólidos, las baterías de metal-aire o el uso del silicio en los ánodos, podrán ayudar a reducir el precio de los vehículos eléctricos y aumentar su autonomía, las dos barreras fundamentales por las que los compradores no dirigen su compra hacia ellos.
Otras investigaciones basadas en el silicio
Si bien la tecnología presentada por Sila reemplaza completamente el grafito del ánodo, la empresa canadiense Elcora Advanced Materials, productora de grafito, está trabajando para aumentar la capacidad de los ánodos de grafito mediante la adición de silicio en forma de polvo. Según Shane Beattie, directora de tecnología de Elcora, "hemos tenido muchas discusiones con fabricantes de baterías de iones de litio y todos ellos están estudiando el silicio rociado en sus electrodos de grafito".
El grupo belga de tecnología de materiales y reciclaje Umicore, líder en el desarrollo de la química de baterías basadas en níquel, manganeso y cobalto (NMC), también ha comenzado a investigar el uso de silicio en la composición de sus ánodos. "Existe un gran potencial para la industria de las baterías tras estos desarrollos", ha dicho Marc Grynberg, director ejecutivo de Umicore.