Investigadores desarrollan material de batería de bajo costo que podría hacer que los autos eléctricos sean más baratos
Los investigadores desarrollan un material de batería de bajo coste que podría hacer que los coches eléctricos sean más baratos que nunca.
El abaratamiento y la ecología de los vehículos eléctricos ha sido un obstáculo durante mucho tiempo debido a los costosos materiales de las baterías. Las baterías de iones de litio tradicionales, llenas de metales caros como el cobalto y el níquel, hacen subir los precios de los vehículos eléctricos y plantean preocupaciones medioambientales.
Sin embargo, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia afirman haber descubierto un gran avance: un material catódico de bajo coste que podría tener un enorme impacto en el mercado de los vehículos eléctricos al reducir los costes de las baterías, haciendo que los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía a gran escala sean mucho más asequibles.
Dirigido por el profesor asociado de Ingeniería Mecánica del instituto, Hailong Chen y su equipo de investigación, el desarrollo gira en torno a una batería de iones de litio (BiL) que no sólo es más sostenible, sino también significativamente más barata que las opciones actuales en el mercado.
Un "cambio en las reglas del juego" para el mercado de los vehículos eléctricos
Las baterías de iones de litio tienen una larga historia en la electrónica personal, ayudando a alimentar todo, desde teléfonos inteligentes hasta ordenadores portátiles. Desde su debut en la década de 1990, estas baterías se han vuelto fundamentales para los vehículos eléctricos, donde proporcionan energía recargable de alta densidad.
Sin embargo, para aplicaciones a gran escala como los vehículos eléctricos, el precio sigue siendo una barrera importante, ya que puede representar aproximadamente la mitad del costo total de un vehículo eléctrico, lo que dificulta la adopción más amplia de vehículos de energía limpia.
El cátodo innovador de Chen y su equipo utiliza un cátodo de cloruro de hierro (FeCl₃) nuevo, un material que es abundante y económico, ya que cuesta solo el 1-2% del precio de los cátodos de baterías de iones de litio típicos. Esto significa que el nuevo cátodo podría ayudar a abordar el problema de la adopción de vehículos eléctricos al reducir los costos de las baterías en alrededor del 30-40%.
"Durante mucho tiempo, la gente ha estado buscando una alternativa más sostenible y de menor costo a los materiales de cátodo existentes. Creo que la tenemos", dijo Chen. "Nuestro cátodo puede cambiar las reglas del juego".
El equipo de Chen descubrió el avance al trabajar con materiales basados en cloruro después de enfrentar desafíos con los cátodos tradicionales basados en óxido.
"Encontramos un candidato (FeCl₃) que vale la pena probar, ya que su estructura cristalina es potencialmente adecuada para almacenar y transportar iones de litio, y afortunadamente, funcionó como esperábamos", explicó Chen.
Las pruebas iniciales de FeCl₃ son prometedoras, ya que el cátodo logra un rendimiento similar o superior en comparación con los materiales estándar. Por ejemplo, FeCl₃ opera a un voltaje más alto que LiFePO₄ (fosfato de hierro y litio), un cátodo ampliamente utilizado. Un voltaje más alto permite una transferencia de energía más eficiente, similar al aumento de la presión del agua de una manguera.
“Esto no solo podría hacer que los vehículos eléctricos sean mucho más baratos que los de combustión interna, sino que también ofrece una nueva y prometedora forma de almacenamiento de energía a gran escala, mejorando la resiliencia de la red eléctrica”, dijo Chen. “Además, nuestro cátodo mejoraría enormemente la sostenibilidad y la estabilidad de la cadena de suministro del mercado de vehículos eléctricos”.
En noticias relacionadas, el ambicioso paso de Europa hacia la producción autosuficiente de baterías se enfrenta a obstáculos. Se esperaba que la gigafábrica de Northvolt cerca del Círculo Polar Ártico en Skellefteå, Suecia, promocionada como la primera planta de baterías de fabricación propia de Europa, impulsara la transición ecológica del continente con “baterías verdes” bajas en carbono para vehículos eléctricos. Pero los reveses recientes, incluida la cancelación de un importante contrato por parte de BMW, han estancado la expansión de la fábrica y han provocado despidos significativos.
Fuentes y referencias de la noticia:
- Chen, H. et al. (2024). “Low-cost iron trichloride cathode for all-solid-state lithium-ion batteries.” Nature Sustainability.