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Baterías de estado sólido for dummies: la panacea de la movilidad eléctrica

Baterías de estado sólido for dummies: la panacea de la movilidad eléctrica
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Los coche eléctricos son el futuro. Eso se dice y, también, eso se pretende. La contaminación es el principal frente de batalla hoy día debido a la urgencia de reducir su concentración de cara a evitar males mayores. No será rápido ni tampoco será fácil, pero poco a poco se van logrando resultados aunque todavía quede mucho por hacer.

El siguiente paso en la reducción de las emisiones en los vehículos es la adopción de la electricidad, una tecnología que no es precisamente nueva, aunque sea ahora cuando llega casi en tromba a la industria. Por un lado, el potencial es enorme y los motores eléctricos, además de eficientes, pueden llegar a ser muy prestacionales, mucho más que los de combustión. Por otro lado, sin embargo, están los problemas de almacenamiento de la energía, apartado en el que se está trabajando casi a marchas forzadas tanto para reducir los tiempos de carga como para aumentar las capacidades de las baterías.

Los coches eléctricos permitirán reducir enormemente la contaminación de las grandes ciudades

Se trata del principal escollo para los coches eléctricos, sin entrar en formas de obtención de la energía. En cuanto se logren buenas autonomías y cargas más rápidas, el coche eléctrico tendrá mucho camino recorrido y será entonces cuando, de verdad, será el futuro. Por eso, todos los implicados invierten grandes cantidades de dinero en investigación y desarrollo hasta llegar a una solución que, según se dice, será el futuro de la automoción: las baterías en estado sólido.

¿Qué son las baterías de estado sólido?

Toyota Baterias Estado Solido 4

Para saber cómo funciona una batería de estado sólido, hay que saber cuál es el funcionamiento de una batería normal. No hace falta entrar en detalles técnicos para tener algo de idea básica. Una batería convencional, de iones de litio, se compone de dos electrodos, un ánodo de grafito y un cátodo de óxido de cobalto y litio. El ánodo y el cátodo son electrodos con polaridad opuesta y se usan para conducir la corriente eléctrica dentro y fuera de cualquier dispositivo. Dicho de forma muy simple y sencilla, el ánodo es de donde sale la corriente (suele ser el polo positivo, aunque no siempre es así) y el cátodo es el electrodo en el que entra la corriente (se le otorga el polo negativo, pero tampoco tiene porqué ser siempre así).

En una batería normal y corriente, los electrodos se sitúan en los extremos de la misma. Cuando se conectan con electricidad, da lugar a una reacción química donde los electrones se alteran y se repelen entre sí, desplazándose hacia el cátodo que tiene menos electrones. Esto sucede en un líquido conductor, llamado electrolito. Dicho electrolito se compone de sal de litio que suministra los iones necesarios para la reacción química, que además es reversible (con la carga de la misma).

Topyota Bateria Estado Solido 5

Si pasamos a una batería de estado sólido, nos encontramos exactamente con el mismo funcionamiento, a excepción del electrolito, que es sustituido por un material sólido. El máximo impulsor de esta tecnología es John B. Goodenough, al que se considera como el “padre” de las baterías de iones de litio y quien ha apostado mucho por las baterías de estado sólido. Este señor empleó como sólido, en sus investigaciones, un “electrolito” de cristal, lo que facilitaría su fabricación en grandes series, pero hay muchas investigaciones abiertas con diversos materiales (Toyota mantiene en secreto qué material están usando en sus baterías de estado sólido).

¿Por qué es el futuro de los coches eléctricos?

El cambiar un solo elemento de la batería puede no parecer gran cosa, pero el mejor ejemplo se tiene con las baterías de níquel y las baterías de litio, donde las primeras tienen un rendimiento inferior a las de litio. Así, las baterías de estado sólido mejoran mucho el rendimiento de las baterías de iones de litio, tanto en lo que respecta a la capacidad de carga, como la capacidad de recarga.

Con las baterías de estado sólido, se reduce el tiempo de carga, se aumenta la autonomía y también la vida útil de las baterías

Las baterías de iones de litio van perdiendo propiedades con cada carga y descarga, debido a que el electrolito se va solidificando y empieza a presentar dificultades para el movimiento libre de los electrones. Esto a su vez, puede producir un sobrecalentamiento, puede llegar a crear un cortocircuito y en casos extremos, puede llegar a explotar. En las baterías de estado sólido esto no sucede, así que no hay posibilidad de incendio, de sobrecalentamiento o de explosión, alargando la vida útil. Además, también permiten una mayor capacidad de almacenamiento (se dice que hasta tres veces más capacidad) y da la opción de usar un metal alcalino para el ánodo, lo que aumenta la densidad de carga.

Toyota Bataerias Estado Solido

En teoría, a falta de ver finalmente una batería en estado sólido funcionando, los coches eléctricos podrán cargar mucho más rápido (se habla de cargas de incluso 5 o 10 minutos), tendrán una mayor autonomía y no se verán tan afectados como ahora por la temperatura ambiente. Es decir, se conseguiría eliminar de un plumazo los principales problemas que tienen hoy día los coches eléctricos.

Toyota espera tener sus baterías de estado sólido listas para los Juegos Olímpicos de 2020, cuya sede estará en Tokio. La marca presentará su primer coche eléctrico, que estará equipado con esta nueva tecnología, en la ceremonia de apertura o clausura, todavía no se sabe y la marca lo guarda en secreto. No obstante, su producción en serie no estará lista hasta mediados de la década, es decir, hasta 2025 como pronto.

Imágenes | Motorpasión Toyota Global Newsroom

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