Dar con baterías para coches eléctricos e híbridos más baratas a igualdad de prestaciones está siendo un verdadero quebradero de cabeza para los científicos. Pero, poco a poco, se van viendo los resultados de años de investigación con materiales alternativos al litio, al sodio, al níquel, al cobalto y a otros tantos metales pesados que se utilizan para los componentes que alimentan a los motores de estos vehículos.
Lo que te vamos a contar a continuación, es lo que ha dado de sí el trabajo de los científicos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) tras seis temporadas de pruebas para encontrar materiales orgánicos que ayuden a reducir la dependencia de metales costosos, escasos y, en muchas ocasiones, rodeados de problemas a nivel político, medioambiental y social.
El proyecto lo está financiando Lamborghini, que ya tienn en sus manos la patente de la batería de iones de litio con cátodo orgánico que sustituye al de cobalto o níquel que se viene utilizando en los paquetes de baterías convencionales de ese tipo.
Funcionan, por lo general y hasta ahora, recargándose cuando los iones fluyen de un electrodo positivo, el denominado cátodo, a uno negativo, lo que llamamos ánodo. Y es en el cátodo donde encontramos el cobalto, que asegura la estabilidad y la densidad energética necesarias.
Una alternativa ya utilizada en el sector del automóvil son las baterías de litio-ferrofosfato o LFP, pero la densidad energética de sus compuestos sigue siendo muy inferior a la conseguida con el níquel o el cobalto.
Por tanto, usar materiales orgánicos era la clave, aunque el mayor reto era que proporcionaran una conductividad y unas capacidades tan buenas o incluso mejores que los citados metales. Hasta ahora sólo se había conseguido una alta conectividad mediante el uso de polímeros, pero reducía la capacidad de la batería.
Las últimas investigaciones del MIT han logrado dar con una solución muy factible. Un material de gran conducción que utiliza varias capas de una molécula orgánica a la que denominan TAQ y que son capaces de crear los enlaces de hidrógeno necesarios para que el conjunto sea estable.
También se acaba con el problema de la degradación, que está relacionado con que los materiales orgánicos que se probaron anteriormente se disolvían y acababan cruzando de un lado a otro de la batería, lo que daba lugar a cortocircuitos. Como la nueva técnica trabaja con un material insoluble, no plantea estos problemas. De hecho, hablan de la posibilidad de 2.000 ciclos de carga y descarga con una degradación mínima.
El colector de corriente, por su parte, se fabrica a base de cobre o aluminio, mientras que el relleno de la batería se compone de una pequeña parte de celulosa y caucho, que no reduce la capacidad de la batería tanto como para que pierda sus ventajas frente a las que utilizan alguno de los metales alternativos.
Además, los investigadores concluyeron que rinden en capacidad tanto como una batería actual de cobalto y se pueden cargar más rápidamente, con un coste final de fabricación que podría estar entre un tercio y la mitad de lo que supone una construcción anterior a este desarrollo.
Lamborghini tiene la patente de este trabajo y ahora lo que buscan es que desde el MIT sean capaces de sustituir el lidio por sodio o magnesio, también más baratos y disponibles con mayor facilidad que el primero de estos.
