Si hace solo unos días ya te contamos cómo investigadores de Corea del Sur habían desarrollado el primer motor eléctrico sin cobre, empleando ya bobinas completas sin metal gracias a un nuevo material especial de alta tecnología, los nanotubos de carbono (NTC), hoy nos detenemos de nuevo en otra gran investigación anunciadas desde este país asiático, esta vez en relación a las baterías de los coches eléctricos.
Hasta ahora, los fabricantes de vehículos eléctricos aún no habían conseguido añadir prácticamente coches con una autonomía de cuatro dígitos a sus gamas. Incluso el líder actual, el Lucid Air Grand Touring, solo homologa realmente una autonomía máxima de 960 kilómetros, según el estándar WLTP, lo cual dista mucho del uso diario real, todo hay que decirlo. Y se trata de una berlina de lujo de casi 130.000 euros que casi nadie puede permitirse comprar. Quienes conducen un coche eléctrico asequible de gama media se conforman hoy con alcances máximos de entre 400 y 500 kilómetros en la práctica.
Teniendo en cuenta esto, desde la perspectiva actual, parecería extremadamente irreal que los coches eléctricos pudieran recorrer hasta 5.000 kilómetros con una sola carga de batería en un futuro no muy lejano, ¿verdad? Sin embargo, eso es lo que prometen ya nuevas investigaciones coreanas, que predicen precisamente que esto podrá ocurrir a no mucho tardar.
¿Demasiado bueno para ser verdad?
La noticia ha tardado casi dos años en difundirse desde los medios científicos y especializados a una cobertura mediática más amplia. Pero ya ha llegado: investigadores de las universidades surcoreanas de Ciencia y Tecnología de Pohang (Postech) y Sogang anunciaron por primera vez un avance en este campo durante la primavera de 2023, y un año más tarde, en marzo de 2024, publicaron otro artículo más completo sobre cómo la autonomía de los coches eléctricos podría aumentar exponencialmente muy pronto.
Y es que, según el equipo dirigido por los profesores Soojin Park (Química), Youn Soo Kim (Ciencia e Ingeniería de Materiales) y Jaegeon Ryu (Ingeniería Química y Biomolecular), el secreto reside ahora en un aglutinante polimérico cargado para el material del ánodo. En consecuencia, el grafito, anteriormente común, se sustituye por un ánodo de silicio en combinación con polímeros cargados por capas. Se dice que ofrece "al menos diez veces la capacidad de los ánodos de grafito convencionales" y al mismo tiempo es estable y confiable.
De Madrid a Moscú con una sola carga de batería… y te sobrarían casi 800 km
Esta investigación, por tanto, debería aumentar la capacidad de la batería de un coche eléctrico en el mismo factor. Y por supuesto también la autonomía, que debería alcanzar fácilmente ya los 5.000 kilómetros en condiciones reales, según estas investigaciones. Por ejemplo, esto permitiría recorrer la distancia de Madrid a Moscú por carretera con una sola carga de batería, que se cifra cruzando Europa en cerca de 4.200 km. Y no solo eso: si existiera un coche eléctrico de tan larga autonomía, superaría significativamente incluso a los modelos de motor de combustión e híbridos con mayor radio hoy de acción, que solo alcanzan poco más de 1.000 kilómetros por depósito.
Según el razonamiento de los científicos coreanos, la autonomía de los coches eléctricos actuales es limitada porque se debe utilizar grafito como material del ánodo. Aunque el silicio, con su mayor capacidad, podría almacenar más energía, actualmente no es una alternativa. Esta sustancia se expandiría en volumen durante la reacción con el litio (actualmente, las baterías de iones de litio son las más comunes) y esto podría poner en peligro el rendimiento y la estabilidad de las baterías y, por tanto, suponer un riesgo para la seguridad.
Aquí, sin embargo, es donde entran en juego ahora los aglutinantes poliméricos mencionados anteriormente, ya que están diseñados para controlar eficazmente esta expansión de volumen. Para los expertos en química que quieran saber exactamente cómo funciona esto, aquí tienen un extracto de la publicación de los investigadores coreanos de baterías:
"El nuevo polímero utiliza no solo enlaces de hidrógeno, sino también fuerzas de Coulomb (atracción entre cargas positivas y negativas). Estas fuerzas, con una intensidad de 250 kJ/mol, son significativamente más fuertes que los enlaces de hidrógeno, pero reversibles, lo que permite controlar fácilmente la expansión de volumen. La superficie de los materiales de ánodo de alta capacidad está mayoritariamente cargada negativamente, y los polímeros cargados en capas se disponen alternando cargas positivas y negativas para unirse eficazmente al ánodo. Además, el equipo introduce polietilenglicol para regular las propiedades físicas y facilitar la difusión de iones de litio, lo que da como resultado un electrodo grueso de alta capacidad con la máxima densidad energética en baterías de iones de litio".
No se ha revelado cuándo podría producirse en serie ni su coste
El profesor Soojin Park, de la Universidad de Postech, ha confirmado oficialmente por su parte que “nuestra investigación tiene el potencial de aumentar significativamente la densidad energética de las baterías de iones de litio mediante el uso de materiales anódicos de alta capacidad”. Park cree así definitivamente que los materiales anódicos a base de silicio podrían, al menos, multiplicar por diez la autonomía de un coche eléctrico. Sin embargo, los científicos aún no han revelado cuándo el material podría estar listo para la producción en serie, ni si se podrá escalar a la escala necesaria para aplicaciones industriales a un coste razonable. Demasiadas dudas e interrogantes todavía.
