Fins quan així?
2009/07/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
"Els comercials d'electrònica ens retreuen als investigadors de bateries que volen comercialitzar nous productes i que no poden, perquè les bateries no ho permeten", afirma Miguel Bengoetxea, investigador de CIDETEC-IK4, expert en bateries. I quan li pregunten quan canviarà la situació, respon: "Aquesta és la pregunta que es fan tots els experts".
Després de més de quinze anys d'història, no s'ha produït cap revolució en les bateries. Si això és molt o poc temps, és una valoració per enfocament, però és clar que per al mercat de l'electrònica en contínua renovació és molt llarg.
En les primeres bateries d'ió liti comercialitzades en 1991 l'ànode estava fabricat en coc, però per a dos anys el grafit va substituir al coc. No obstant això, des de llavors no hi ha hagut canvis revolucionaris.
S'han produït alguns canvis, millores sobre el mateix model. Sobretot, han optimitzat l'espai interior de la bateria, introduint càtodes i ànodes que requereixen menys espai, paper de separació més fi, etc. I també han provat nous materials per als càtodes, que ofereixen major seguretat, però amb menor densitat energètica.
Però els experts esperen grans millores. Bengoetxea creu que sí, és a dir, que la revolució vindrà. "Els que investiguem bateries tenim l'esperança que en un parell d'anys es produeixin grans canvis; en definitiva, vivim i creiem en això. Però creiem que el canvi vindrà del sector d'automoció".
Cotxes elèctrics
Pot ser una conseqüència de la crisi econòmica. Ha tingut una gran influència en el sector de l'automoció i la crisi del General Motors ha estat un clar exemple. I contra això, els governs han ficat i ficaran diners per a reactivar el sector. I han invertit part dels seus diners per a donar una embranzida als cotxes elèctrics --o híbrids–. "Volen veure els resultats", diu Bengoetxea.
"Fins fa un any es parlava sobretot de piles d'hidrogen en el món dels cotxes nous", afirma Oscar Miguel, cap del departament d'Energia de CIDETEC-IK4. "Però en l'actualitat la situació ha canviat. En l'àmbit de les bateries, el major avanç s'ha produït en la recerca dels telèfons mòbils". Desenvolupament de bateries d'ió liti. Al principi eren cars i no tenien gran capacitat. Però els telèfons mòbils oferien el que necessitaven. Una sola bateria d'ió liti substituïa a tres de níquel cadmi. Ara són barats i han arribat a les característiques que exigeix un cotxe: proporcionen una intensitat d'unes miliamperios per hora i una energia d'uns watts per quilo de bateria. El tipus de bateria és el mateix en telèfons mòbils que en cotxes elèctrics.
De fet, la recerca dels cotxes elèctrics s'ha avançat molt gràcies a l'estudi de les bateries d'ió liti, més elèctriques i híbrides. Els últims models tenen ja unes característiques idònies per al seu ús en viatges curts. S'ha estudiat molt bé els quilòmetres que recorre diàriament un conductor de la ciutat i com canvia l'energia que se li demana al cotxe. Però encara els cotxes elèctrics tenen una autonomia limitada i no són aptes per a viatges llargs.
Càrrega de la bateria
Un altre repte a superar és que una de les majors limitacions dels cotxes elèctrics és la velocitat de càrrega de les bateries. Encara la càrrega és lenta. Els fabricants estan fent grans esforços per a baixar d'unes tres hores i en alguns casos ho han aconseguit. No obstant això, una hora més tard sembla que és massa lent, cal tenir en compte que els cotxes de gasolina només triguen cinc minuts a omplir el dipòsit.
No obstant això, la solució no són bateries que es carreguen molt ràpid. Amb bateries petites, de telèfons mòbils, no es demana. La càrrega es realitza en un interval d'hora i mitja aproximadament, no sent prioritari per al mercat reduir aquest temps. Una de les raons és que han dissenyat un sistema de càrrega especial perquè no es carregui a la mateixa velocitat en tot moment. A primera hora es carrega aproximadament el 90% de la bateria del mòbil a una intensitat molt elevada. A partir d'aquí la càrrega és més lenta. D'aquesta manera, respon a una emergència, ja que encara que el temps de càrrega sigui escàs, la bateria funciona correctament en poc temps.
Per descomptat, la bateria d'un telèfon és més petita que la d'un cotxe i el seu ús també és diferent. I no obstant això, l'objectiu dels enginyers no és aconseguir una tecnologia que permeti una càrrega ràpida. "Els experts estan més preocupats pel mètode de càrrega que per la tecnologia", afirma Miguel. "Si es pogués carregar en 5 minuts, caldria ficar una gran potència en aquesta càrrega. Potser necessitarien 80 kilowatios per hora i no hi ha xarxa elèctrica que la sustenti. La força de llum que utilitzem a casa és de 3 o 4 quilowatts per hora".
Per això, els experts busquen recarregar els cotxes elèctrics de nit o en trams de baix consum amb la potència que proporciona la xarxa domèstica. I sense preocupar-se del temps. Si la majoria utilitzarà el cotxe elèctric en el futur és molt important. "Si tots els usuaris tinguessin la necessitat de carregar el cotxe en un quart d'hora i s'endollessin en arribar del treball a casa, cremarien la xarxa elèctrica", afirma Miguel. "Hi ha estudis que demostren que la xarxa elèctrica actual té capacitat per a un milió de cotxes elèctrics sense necessitat de realitzar modificacions. L'única condició seria recarregar en hores de baix consum".
Futur pròxim
En els últims anys han invertit molt en la recerca de cotxes elèctrics i híbrids. Però encara els falta molt perquè siguin més abundants que els cotxes de gasolina, i això no sols passarà amb la millora de les bateries. Canvi de mercat.
Però també és necessari millorar les bateries. I els experts estan convençuts que la millora de les bateries per als cotxes heretarà el món de les petites bateries. Gràcies a això, el món dels telèfons mòbils i els ordinadors portàtils pot sofrir la revolució que espera. La recerca dels cotxes elèctrics retornarà el que li devia pel desenvolupament de bateries d'ió liti a la recerca de petites bateries amb una pròxima revolució tecnològica. Tal vegada.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
