Qué son las baterías en estado sólido que revolucionarán el coche eléctrico

Según las estimaciones de Nissan, reducirá en un tercio el tiempo de recarga. Al mismo tiempo, permitirá recortar el precio de las baterías desde los 130 dólares por kWh actuales hasta los 75, o incluso a los 65, lo que permitirá equiparar el coste de adquisición de un vehículo eléctrico al de un coche de gasolina.

Este tipo de acumuladores se deshace del electrolito líquido que se puede encontrar en la mayoría de los acumuladores y lo sustituye por otro sólido. En las células de estado sólido es mucho más fácil controlar el calor, de tal manera que su refrigeración resulta mucho más barata y sencilla. También son menos necesarias las carcasas protectoras aparatosas y pesadas.

Además, una batería más ligera reduce el peso medio del vehículo. Esto significa que necesitará menos energía para moverse y que la batería también podrá ser más pequeña para alcanzar la misma autonomía. «La seguridad, la durabilidad y la densidad de energía podrían impulsar nuevos pasos adelante tan pronto como adoptemos el uso de baterías de estado sólido», según David Labrosse, responsable de I+D de Kia en Europa.

La huella de carbono producida por los coches eléctricos puede verse reducida en casi dos quintos gracias a las baterías de estado sólido, lo que los situaría en una posición aún más ventajosa frente a los vehículos que usan combustibles fósiles. Así apunta un estudio que Transport & Environment (T&E) ha encargado a Minviro, empresa especializada en el análisis del ciclo de vida de las materias primas, en el que se comparan las tecnologías de estado sólido emergentes con las actuales baterías químicas.

Las baterías de estado sólido son capaces de almacenar más energía utilizando una cantidad mucho menor de materiales. Según este estudio, esto podría reducir en un 24% la huella de carbono de la batería de cualquier vehículo eléctrico. Para el análisis se comparó una de las baterías de estado sólido que se está desarrollando hoy día con más probabilidad de éxito, la NMC-811, con la actual tecnología de iones de litio. Para transmitir la electricidad, las baterías de estado sólido utilizan material cerámico en lugar de electrolitos líquidos, lo que reduce su peso, aumenta su velocidad de carga y las hace, a la larga, más baratas. Los fabricantes de baterías prevén que las baterías de estado sólido se utilizarán en los vehículos eléctricos en la segunda mitad de la década.

Para Carlos Rico, policy officer de T&E en España, «los vehículos eléctricos resultan ya una opción mucho mejor para el planeta que los de gasolina. La huella de carbono de las baterías se reduce cada año, pero la tecnología de estado sólido representa un cambio sustancial puesto que su mayor densidad energética se traduce en un empleo mucho menor de materiales para su fabricación y, por lo tanto, en una reducción significativa de las emisiones».

El estudio también señala que la utilización de este tipo de tecnología puede reducir aún más el impacto climático de las baterías —concretamente un 39% más, en comparación con las baterías de litio actuales—, en caso de que dichas baterías se fabriquen con materias primas extraídas de forma sostenible. Los nuevos métodos mineros, como la extracción de litio de pozos geotérmicos, generan un impacto climático mucho menor que las técnicas convencionales, como por ejemplo la minería tradicional de este mineral, que se extrae en Australia y se refina en China.

Las baterías de estado sólido podrían necesitar hasta un 35% más de litio que la actual tecnología de iones de litio, pero se utiliza mucho menos grafito y cobalto. T&E afirma que los requisitos de la propuesta de Reglamento sobre baterías de la UE para que el litio se obtenga de forma responsable -en términos de impacto medioambiental y social- y se recicle son una política «sin remordimientos» que garantizará un suministro suficiente para las baterías de estado sólido.

Según Carlos Rico «si conseguimos medios de extracción y de procesamiento de la materia prima más limpios, podremos reducir todavía más el impacto climático de las baterías de estado sólido. Para ello, resulta clave la mejora de los métodos empleados en la cadena de suministro. El Reglamento de baterías de la UE representa una valiosa oportunidad para garantizar que todas las baterías fabricadas o vendidas en Europa se produzcan con materias primas extraídas de forma sostenible, tengan una menor huella de carbono, y puedan reciclarse al final de su vida útil».

Actualmente, dicho Reglamento está siendo debatido en la Eurocámara. T&E pide a los legisladores que, por un lado, la regulación promueva la fabricación de baterías con una menor huella de carbono y, por otro, que los objetivos de reciclaje de litio se incrementen hasta el 70% en 2025 y el 90% en 2030 - por encima de la propuesta de la Comisión Europea. Asimismo «se debe exigir a las empresas el respeto por los derechos humanos y de cara al medioambiente en todas las fases de fabricación de las baterías», expican desde la organización ecologista.

Según Andreas Hintennach , director de investigación de celdas de batería en Daimler existen otro tipo de alternativas a las baterías actuales, e incluso hay tecnologías que son superiores a la batería de iones de litio . Entre ellas se encuentra la batería de estado sólido. Sin embargo «su densidad de energía es menor, lo que la hace relativamente grande y lenta de cargar. Por eso es bueno para vehículos comerciales, pero no para turismos. Por eso la batería de iones de litio estará con nosotros durante los próximos años».

Otra posibilidad es la batería de litio-azufre. En este caso reemplazar el níquel y el cobalto de las baterías actuales con azufre aumentaría significativamente la sostenibilidad. La densidad de energía también tiene mucho potencial, pero la vida útil aún no es lo suficientemente larga. «En las baterías de litio-aire, en realidad solo hay litio», asegura. El resto, el oxígeno, simplemente proviene del aire. «Químicamente es un concepto similar al que tiene la pila de combustible, donde estamos usando hidrógeno. La densidad de energía sería sobresaliente, pero esta tecnología todavía está muy lejos de convertirse en una realidad».

Por su parte, el vicepresidente de ventas de Toyota Europa, Tom Flux, afirma que es necesario buscar tantos planteamientos como sean posibles para reducir y eliminar las emisiones de CO2. En ese sentido «en Europa ya tenemos en Toyota un 90% de venta de vehículos electrificados, somos número 1 en reducción media de CO2. Pero hay que buscar todas las opciones disponibles, los híbridos, los híbridos enchufables, la pila de hidrógeno, los combustibles sintéticos, y no todo en mundo puede conducir ahora mismo un vehículo eléctrico, tanto en términos de infraestructura como de capacidad de carga» .

El directivo explica a este diario que «también hay que tener en cuenta el aspecto geográfico. En algunos países como Noruega, donde la mayor parte de la producción eléctrica viene de fuentes renovables, sobre todo hidroeléctricas, es más fácil conducir un coche eléctrico. En Polonia, donde la mayoría de la producción viene de térmicas de carbón no tiene tanto sentido. Y luego en cuanto al uso, hay sectores en los que no pueden funcionar los vehículos eléctricos de batería, por ejemplo el transporte de gran tonelaje o larga distancia, y el hidrógeno puede ser una mejor opción. Sectores enteros del transporte, como camiones, aviones, barcos, en los que es mucho más difícil aplicar la tecnología de motores eléctricos e batería, y ahí tenemos que recurrir tanto a la pila de combustible de hidrógeno como a los combustibles sintéticos si realmente queremos llegar al objetivo de la neutralidad en carbono para toda la sociedad».

Bruno Mattucci, Consejero Director General de Nissan Iberia, ha explicado a ABC que «el futuro es de batería de litio en estado sólido». Desde su punto de vista, esta tecnología aporta muchas ventajas, porque estas baterías pesan menos, se cargan un 40% más rápido y almacenan un 40% más de carga que las baterías actuales.