Y después de la batería de litio… ¿qué llega?

Si los pronósticos se cumplen y no hay sorpresa de última hora, para el año 2035 estará prohibida la venta de vehículos de turismo con motor de explosión en la Unión Europea, a menos que utilicen combustibles alternativos de impacto nulo (como los neutros) o se puedan acoger a otras excepciones para no causar el caos en ciertas industrias. La idea, lógicamente, es incentivar el uso del transporte eléctrico, pero… ¿existe la posibilidad de que algún día le pase lo mismo a la batería de litio?

Si bien el reciclaje de este metal es fácil de gestionar y hay innumerables proyectos que buscan explotar su valor subyacente una vez agotadas las baterías de los vehículos eléctricos (algo que no se puede decir de la gasolina o el gasoil, que simplemente se transforman en emisiones cuando se han quemado), su extracción y transformación no son precisamente ecológicos. Y con el tiempo terminarán apareciendo tecnologías más limpias.

Conozcamos algunas de las alternativas a la batería de litio que ya empiezan a postularse.

Índice

Baterías de estado sólido

Actualmente la batería de litio utilizan un electrolito líquido que permite el desplazamiento de los átomos entre los electrodos en lo que se conoce como reacción de reducción-oxidación (redox). El uso de este elemento afecta negativamente a la estabilidad y seguridad del conjunto, algo que quieren evitar las baterías de estado sólido gracias al uso de elementos radicalmente distintos.

Utilizando soluciones iónicas capaces de soportar grandes voltajes y esfuerzos, las baterías de estado sólido ofrecerían una densidad energética drásticamente superior con un peso muy reducido, una autodescarga limitada y mucha más seguridad al ganar en estabilidad. Unas características que las convierten en ideales para su uso en automóviles… e incluso aviones y helicópteros.

Uno de los materiales más prometedores para el diseño y desarrollo de estas baterías son los nanotubos de carbono. Técnicamente una batería de estado sólido puede seguir utilizando litio, pero dada su mayor densidad energética, podría utilizarse en menor cantidad a igual rendimiento. Además, según avance la ciencia, incluso podría plantearse el uso de otros materiales totalmente distintos.

Baterías de sulfuro de litio

alternativas a la batería de litio

Las baterías de litio-sulfuro (Li-S) son otra tecnología que, a pesar de utilizar litio en su composición, aspiran a sustituir a las actuales de iones de litio. Y lo mejor de todo es que podrían estar más próximas de lo que parece.

A diferencia de una batería de litio convencional, un acumulador recargable de litio-sulfuro no mueve iones de un lado a otro utilizando un electrolito líquido per se, sino que al descargarse consume el ánodo de litio y el cátodo de azufre da lugar a compuestos químicos en una reacción que se invierte durante el proceso de carga. Una ventaja de este tipo de baterías es que no requieren cátodos de cobalto, en ocasiones extraído de minas en zonas de conflicto.

No es su único punto positivo. Además, las baterías de Li-S son hasta cuatro veces más densas que sus contrapartes de iones de litio, por lo que su instalación es muy interesante en aquellos medios de transporte donde es imprescindible vigilar el peso del conjunto o no hay espacio para grandes paquetes de celdas. Fabricantes como Volkswagen, Daimler, Ford y Hyundai apuestan por esta tecnología, que próximamente podría dar lugar a prototipos de demostración.

Baterías de aire-metal

Las baterías de aire-metal se encuentran entre las alternativas más interesantes en este listado. Están compuestas por un ánodo metálico (zinc y aluminio, por ejemplo), un electrolito líquido y, como novedad fundamental, un cátodo que no es otra cosa que aire, puesto que utilizan el oxígeno ambiental para iniciar una reacción de electrolisis.

Altamente experimentales (por no decir teóricas), las baterías de aire-metal todavía están siendo estudiadas. Su ventaja es una densidad energética elevada (se les presupone la capacidad para proporcionar autonomías de más de 1000 kilómetros con una sola carga) y un peso reducido, pero tienen el problema de que sus componentes siguen siendo relativamente caros. Por este motivo se están estudiando metales alternativos como el hierro, que si bien no brindaría la misma densidad, tendría un impacto ecológico muy limitado si se compara con el litio.

Hidrógeno: la alternativa a la batería de litio que nunca acaba de llegar

Por último, cabe hablar del hidrógeno. Todavía muy controvertido, este elemento es abundante, fácil de extraer y tremendamente seguro a pesar de ser combustible. También ha sido sobradamente probado y hay un buen número de vehículos comerciales basados en la tecnología de pila de combustible, que en esencia utilizan una reacción de electrolisis para generar electricidad. ¿Por qué no termina de despegar? Es muy sencillo: no aporta ventajas económicas ni medioambientales.

El problema de este elemento químico es que su extracción y compresión (no olvidemos que es un gas) requiere un gasto energético elevado. Además, su transporte en forma líquida también consume recursos, y su distribución en puntos de repostaje no deja de imitar el antiguo modelo de las gasolineras, lo que implica una logística poco optimizada. La electricidad, por contra, se puede extraer de fuentes renovables, se transporta a través de cables y resulta universal: solo hace falta un enchufe doméstico para cargar un coche.

Estas dificultades hacen que el hidrógeno sea por ahora un sueño imposible, aunque las futuras mejoras en la eficiencia de los medios de extracción podrían hacer posible su uso a superior escala para transporte de mercancías de largo recorrido. Varias compañías se han interesado en él como posible vector energético para camiones, y a pesar de que su viabilidad todavía depende de un Excel con demasiadas celdas por rellenar, existe la posibilidad de que en algún momento se instaure como una alternativa limitada a las baterías de litio.

Los límites de las minas de litio

La gran pregunta es… ¿hay litio suficiente en el mundo para sustituir los coches con motor de explosión del mundo por otros de baterías? La respuesta es… no. Se estima que las reservas conocidas de este metal ascienden al equivalente de 70 años de consumo, y hay que tener mucho cuidado con estas proyecciones, porque es un material indispensable para muchas otras industrias, no solo la automovilística. Si la población sigue ascendiendo, es posible que dure incluso menos.

Mientras tanto, los problemas relacionados con su minería a cielo abierto difícilmente podrán ser resueltos, y seguirá impactando negativamente en los países productores, puesto que su extracción requiere grandes cantidades de agua. Y aunque el reciclaje podría verse como una alternativa, lo cierto es que un estudio de McKinsey muestra que muy, muy poca cantidad del litio utilizado en la industria procede de baterías recuperadas.

batería de litio

La duda es qué pasará cuando aumente la demanda de litio como consecuencia de políticas como la prohibición de vender vehículos con motor térmico. ¿Habrá capacidad suficiente? ¿Serán los precios de los eléctricos tan elevados que simplemente se comprarán menos coches a batería, reduciendo las necesidades de extracción? ¿Y qué ocurrirá cuando alcancemos el cénit de extracción y empiece a ser un recurso más escaso? ¿Deberemos lanzarnos a explorar los yacimientos subacuáticos y arriesgar verdaderas catástrofes medioambientales? ¿Qué sucederá con su precio?

Por todas estas cuestiones, numerosas compañías ya se atreven a pensar en un mundo donde el litio pueda ser sustituido. Si no totalmente, al menos en parte. ¿Podremos conseguirlo a tiempo?

Imágenes | Chuttersnap, Kumpan Electric, Alexander Schimmeck, Black_Kira/ShutterStock, ustas7777777ShutterStock

 

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