¿Qué son las baterías en estado sólido?

Los coches eléctricos han irrumpido en el mercado automovilístico con fuerza, pero aún hay un obstáculo que limita su desarrollo: las baterías. Las actuales baterías de iones de litio, si bien ofrecen una buena capacidad energética, no alcanzan la autonomía de un depósito de gasolina sin añadir un peso considerable al vehículo.

Un coche eléctrico que pueda recorrer más de 1.000 kilómetros con una sola carga, que se recargue en apenas unos minutos y sea tan seguro como un vehículo convencional. Esta es la promesa que ofrecen las baterías en estado sólido, una tecnología que está destinada a marcar un hito en el mundo del motor.

Las baterías en estado sólido, por tanto, prometen revolucionar, darle un giro de 180 grados al mercado de los coches eléctricos, ofreciendo una serie de ventajas sobre las baterías de iones de litio tradicionales.

¿Qué son las baterías en estado sólido?

Las baterías en estado sólido son una creación del Nobel de Química John B. Goodenough, quien emplea un electrolito de cristal en sus investigaciones. Su invención, sin embargo, se perfila como la próxima generación en tecnología de almacenamiento energético. Y es que a diferencia de las tradicionales baterías de iones de litio que utilizan un electrolito líquido, estas emplean un material sólido, abriendo un mundo de posibilidades y ventajas.

*Lee también: El futuro del trabajo remoto: tendencias y desafíos en la era digital

Hay que destacar que ambos tipos de batería comparten el mismo principio de funcionamiento: dos electrodos, ánodo y cátodo, sumergidos en un electrolito que permite la transferencia de iones de litio durante la carga y descarga. La diferencia radica en la naturaleza del electrolito.

En las baterías en estado sólido, el electrolito líquido se sustituye por un material sólido, como un cristal o un polímero.

Futuro del auto eléctrico: revolución o espejismo 

Tesla, la compañía líder en vehículos eléctricos, ha puesto sus miras en un futuro en el que la autonomía de sus modelos, alcance los 600 kilómetros con una sola carga. Esta meta se basa en la implementación de baterías de estado sólido, consideradas por muchos como "el santo grial" de la tecnología de almacenamiento de energía.

A diferencia de las baterías tradicionales que utilizan un electrolito líquido, las baterías en estado sólido emplean materiales como cerámica o polímeros para el transporte de iones. Esta innovadora aplicación de componentes prevé un futuro más prometedor para el sector automotriz.

En primer lugar, porque permite aumentar la densidad de energía de las baterías, lo que se traduce en mayor autonomía para los vehículos. Y en segundo lugar, este avance tecnológico mantiene las baterías alejadas de líquidos inflamables, un aspecto crucial para la seguridad de los usuarios.

Las celdas, por último, funcionan de manera óptima tanto en climas fríos como cálidos, un problema común en los autos eléctricos actuales.

Marcas prestigiosas de la industria automotriz coinciden en que el principal desafío de esta tecnología radica en su alto costo de producción, lo que podría limitar su adopción a gran escala.

Toyota, pionera en esta tecnología, ha anunciado que no estarán listas para su comercialización antes de 2027, una fecha que ha sido pospuesta en varias ocasiones.

Otras grandes compañías del sector como Tesla o BMW no han mostrado un gran entusiasmo por esta tecnología, prefiriendo centrarse en la mejora de las baterías de iones de litio actuales.

Las propuestas Premium son viables

Si bien las baterías de estado sólido ya se utilizan en algunos dispositivos médicos como marcapasos, su potencial en el mundo de los vehículos eléctricos e híbridos parece inmenso. Existen, sin embargo, dos obstáculos importantes que frenan su adopción a gran escala: el costo y la capacidad de producción.

*Lee también: Parlamento Europeo aprobó ley para el uso de la Inteligencia Artificial

Según Brian Sisk, vicepresidente de desarrollo de baterías en A123 Systems, la fabricación en serie de este tipo de baterías no será viable hasta que su precio de fabricación e instalación se iguale al de las actuales baterías de electrolito líquido.

De igual forma, reconoce que propuestas Premium, en las que el precio y la cantidad no sean factores determinantes, podrían verse en un futuro cercano. Sisk, sin embargo, enfatiza que para una producción masiva, el ratio precio/kilovatio hora debe mejorar bastante.

La marca Ford, por otro lado, consciente del potencial de esta tecnología, se mantiene a la vanguardia de los avances en este campo. De hecho, ha invertido en Solid Power, una empresa dedicada al desarrollo de baterías de estado sólido que también cuenta con el respaldo de otros gigantes automotrices como BMW y Hyundai.

El interés por las baterías de estado sólido no ha dejado de crecer. En 2018, se estima que se invirtieron alrededor de 450 millones de euros en su desarrollo e investigación. Gigantes como Audi y Honda también se han sumado a la carrera por dominar esta tecnología.

Pero a pesar del entusiasmo, los expertos de las marcas implicadas en estos avances coinciden en que aún queda un largo camino por recorrer antes de que esta tecnología sea una realidad comercial en la industria automotriz. Se estima que su implementación a gran escala no llegará antes de cinco años.

El principal obstáculo, como comentamos, es el elevado costo de producción, que aún es considerablemente superior al de las baterías de iones de litio tradicionales.

Algunos especialistas, como Sisk, sin embargo, creen que a pesar de su precio inicial más alto, las ventajas en términos de autonomía, carga y seguridad podrían compensar la inversión a largo plazo. Además, la eliminación de riesgos como los incendios podría reducir los costos asociados a las estructuras de seguridad de las baterías.

Otras alternativas

En paralelo a las baterías de estado sólido, se investigan otras opciones como las baterías de litio-aire. Esta tecnología utiliza el oxígeno del aire como parte del proceso de almacenamiento de energía, lo que permitiría una densidad energética sin precedentes.

Sin embargo, las baterías de litio-aire todavía se encuentran en una fase muy temprana de desarrollo y su viabilidad comercial es incierta.