¿Hasta cuándo así?
2009/07/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
"Los comerciales de electrónica nos reprochan a los investigadores de baterías que quieren comercializar nuevos productos y que no pueden, porque las baterías no lo permiten", afirma Miguel Bengoetxea, investigador de CIDETEC-IK4, experto en baterías. Y cuando le preguntan cuándo va a cambiar la situación, responde: "Esta es la pregunta que se hacen todos los expertos".
Tras más de quince años de historia, no se ha producido ninguna revolución en las baterías. Si esto es mucho o poco tiempo, es una valoración por enfoque, pero está claro que para el mercado de la electrónica en continua renovación es muy largo.
En las primeras baterías de ion litio comercializadas en 1991 el ánodo estaba fabricado en coque, pero para dos años el grafito sustituyó al coque. Sin embargo, desde entonces no ha habido cambios revolucionarios.
Se han producido algunos cambios, mejoras sobre el mismo modelo. Sobre todo, han optimizado el espacio interior de la batería, introduciendo cátodos y ánodos que requieren menos espacio, papel de separación más fino, etc. Y también han probado nuevos materiales para los cátodos, que ofrecen mayor seguridad, pero con menor densidad energética.
Pero los expertos esperan grandes mejoras. Bengoetxea cree que sí, es decir, que la revolución vendrá. "Los que investigamos baterías tenemos la esperanza de que en un par de años se produzcan grandes cambios; en definitiva, vivimos y creemos en ello. Pero creemos que el cambio vendrá del sector de automoción".
Coches eléctricos
Puede ser una consecuencia de la crisis económica. Ha tenido una gran influencia en el sector de la automoción y la crisis del General Motors ha sido un claro ejemplo. Y contra esto, los gobiernos han metido y meterán dinero para reactivar el sector. Y han invertido parte de su dinero para dar un empuje a los coches eléctricos --o híbridos–. "Quieren ver los resultados", dice Bengoetxea.
"Hasta hace un año se hablaba sobre todo de pilas de hidrógeno en el mundo de los coches nuevos", afirma Oscar Miguel, jefe del departamento de Energía de CIDETEC-IK4. "Pero en la actualidad la situación ha cambiado. En el ámbito de las baterías, el mayor avance se ha producido en la investigación de los teléfonos móviles". Desarrollo de baterías de ion litio. Al principio eran caros y no tenían gran capacidad. Pero los teléfonos móviles ofrecían lo que necesitaban. Una sola batería de ion litio sustituía a tres de níquel cadmio. Ahora son baratos y han llegado a las características que exige un coche: proporcionan una intensidad de unas miliamperios por hora y una energía de unos vatios por kilo de batería. El tipo de batería es el mismo en teléfonos móviles que en coches eléctricos.
De hecho, la investigación de los coches eléctricos se ha avanzado mucho gracias al estudio de las baterías de ion litio, más eléctricas e híbridas. Los últimos modelos tienen ya unas características idóneas para su uso en viajes cortos. Se ha estudiado muy bien los kilómetros que recorre diariamente un conductor de la ciudad y cómo cambia la energía que se le pide al coche. Pero todavía los coches eléctricos tienen una autonomía limitada y no son aptos para viajes largos.
Carga de la batería
Otro reto a superar es que una de las mayores limitaciones de los coches eléctricos es la velocidad de carga de las baterías. Todavía la carga es lenta. Los fabricantes están haciendo grandes esfuerzos para bajar de unas tres horas y en algunos casos lo han conseguido. Sin embargo, una hora más tarde parece que es demasiado lento, hay que tener en cuenta que los coches de gasolina sólo tardan cinco minutos en llenar el depósito.
Sin embargo, la solución no son baterías que se cargan muy rápido. Con baterías pequeñas, de teléfonos móviles, no se pide. La carga se realiza en un intervalo de hora y media aproximadamente, no siendo prioritario para el mercado reducir este tiempo. Una de las razones es que han diseñado un sistema de carga especial para que no se cargue a la misma velocidad en todo momento. A primera hora se carga aproximadamente el 90% de la batería del móvil a una intensidad muy elevada. A partir de ahí la carga es más lenta. De esta manera, responde a una emergencia, ya que aunque el tiempo de carga sea escaso, la batería funciona correctamente en poco tiempo.
Por supuesto, la batería de un teléfono es más pequeña que la de un coche y su uso también es diferente. Y sin embargo, el objetivo de los ingenieros no es conseguir una tecnología que permita una carga rápida. "Los expertos están más preocupados por el método de carga que por la tecnología", afirma Miguel. "Si se pudiese cargar en 5 minutos, habría que meter una gran potencia en esa carga. Quizás necesitarían 80 kilowatios por hora y no hay red eléctrica que la sustente. La fuerza de luz que utilizamos en casa es de 3 o 4 kilovatios por hora".
Por ello, los expertos buscan recargar los coches eléctricos de noche o en tramos de bajo consumo con la potencia que proporciona la red doméstica. Y sin preocuparse del tiempo. Si la mayoría va a utilizar el coche eléctrico en el futuro es muy importante. "Si todos los usuarios tuvieran la necesidad de cargar el coche en un cuarto de hora y se enchufaran al llegar del trabajo a casa, quemarían la red eléctrica", afirma Miguel. "Hay estudios que demuestran que la red eléctrica actual tiene capacidad para un millón de coches eléctricos sin necesidad de realizar modificaciones. La única condición sería recargar en horas de bajo consumo".
Futuro próximo
En los últimos años han invertido mucho en la investigación de coches eléctricos e híbridos. Pero todavía les falta mucho para que sean más abundantes que los coches de gasolina, y eso no sólo va a pasar con la mejora de las baterías. Cambio de mercado.
Pero también es necesario mejorar las baterías. Y los expertos están convencidos de que la mejora de las baterías para los coches heredará el mundo de las pequeñas baterías. Gracias a ello, el mundo de los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles puede sufrir la revolución que espera. La investigación de los coches eléctricos devolverá lo que le debía por el desarrollo de baterías de ion litio a la investigación de pequeñas baterías con una próxima revolución tecnológica. Tal vez.
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