Baterías con el doble de autonomía y que cuestan la mitad

Envia es una start-up amerciana financiada por GM y ARPA-E, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados para la Energía. Ya ha fabricado unas baterías que almacenan más del doble de energía que las que se instaladan en los coches eléctricos actuales y que, si se pudiesen fabricar, reduciría el coste de las baterías (la parte más cara del coche eléctrico) a la mitad.

Pero aún queda mucho trabajo por hacer antes de que las baterías se puedan utilizar en vehículos eléctricos comerciales. Entre otras cosas porque hay que duplicar la vida útil; el número de veces que se pueden cargar y recargar.

La tecnología de Envia se basa en un material de Argonne con una novedosa estructura microscópica capaz de mejorar la capacidad de almacenamiento de cada electrodo de la batería. Envia modificó la tecnología original de Argonne para conseguir mayores densidades energéticas y ya se especula podría incluirse en las baterías de la próxima generación del Volt.

Los investigadores variaron el diseño del material para aumentar su voltaje operativo (una forma importante de mejorar la densidad energética) y para tratar un problema conocido del material: la tendencia de uno de sus componentes, el manganeso, a salir del electrodo y disolverse en el electrolito. Los investigadores desarrollaron coberturas para impedir la fuga del manganeso. Después, la empresa se centró en el electrodo contrario, que suele estar hecho de grafito. Los investigadores decidieron usar silicio, que almacena mucha más energía... pero dura menos ya que se hincha y agrieta.

Como ves, hay materiales que prometen gran capacidad energética... pero a veces son incompatibles con los electrolitos o con otros electrodos. Al contrario, materiales que no parecen muy prometedores por sí mismos pueden tener un buen comportamiento si se emparejan con el electrolito adecuado. Así que Envia probó tandas de 1.500 baterías con combinaciones distinta de electrodos y electrolito, para encontrar las mejores combinaciones posibles.

Tras probar pequeñas pilas del tamaño de una moneda, Envia construyó pilas lo suficientemente grandes como para usarlas en coches eléctricos. Cada una pesa un kilo y almacena 400 vatios-hora. Las baterías comerciales de ión-litio almacenan de 120 a 250 vatios-hora por kilogramo. Pero también hay que tener en cuenta que las baterías de menor densidad energética a veces tienen características de seguridad que las hace atractivas para su uso en coches.

Pero las baterías aún no están preparadas para usarse en coches eléctricos. Para tener la misma vida media que el vehículo, tienen que poder recargarse más de 1.000 veces manteniendo un 80% de su capacidad de carga original. Ahora mismo, tras solo 400 cargas, la capacidad desciende al 72%. Por eso, hacen falta mejoras en los electrodos. También hay que someter las baterías a otras pruebas de rendimiento y seguridad antes de se puedan usar en vehículos.

Como los materiales se pueden fabricar con equipos convencionales, podrían ser relativamente fáciles de comercializar. Envia no tiene previsto fabricar las baterías por sí misma, sino vender la licencia de su tecnología a fabricantes de baterías, o crear asociaciones con ellos.

Fuente: MIT