Un grupo de ingenieros españoles del Instituto Tecnológico de la Energía están desarrollando equipos baterías para coches eléctricos con una mayor densidad energética que, entre otras cosas, podrá cargarse por completo en tan solo 15 minutos.
La tecnología de las baterías eléctricas va evolucionando poco a poco y ahora permite, incluso, integrarlas en la carrocería para almacenar energía y reducir su peso a la mitad, pero todavía quedan muchos desafíos por resolver.
Ahora, un grupo de científicos e ingenieros continua buscando soluciones para acortar los tiempos de carga y permitir que esta llegue al 100 % en menos de 15 minutos, y no sólo en los vehículos de alta gama.
Estos investigadores están llevando a cabo el proyecto español PROMOBAT, impulsado por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (Ivace+i).
Según, Alberto León, líder de este grupo de cientificos, "se trata de un proyecto muy ambicioso en el que queremos conseguir un nuevo prototipo de celda y módulo para mejorar las prestaciones de las baterías de litio y su seguridad. El gran objetivo del sector es reducir los tiempos de carga de las baterías sin alterar la seguridad. Una carga completa en 15 minutos para un vehículo eléctrico es el principal propósito que busca el sector".
Las baterías de iones de litio destacan por su ligereza, su alta densidad energética y su capacidad de recarga, y en las últimas décadas han mejorado considerablemente, hasta hacerse imprescindibles para el funcionamiento de infinidad de dispositivos, desde móviles y portátiles hasta los coches eléctricos. Este tipo de bateríasfunciona gracias al movimiento de iones de litio entre dos electrodos (un cátodo positivo y un ánodo negativo) a través de un electrolito, y cuando la batería se descarga, estos iones de litio se mueven del ánodo al cátodo, generando una corriente eléctrica que alimenta el dispositivo conectado.
Durante la carga, este proceso se invierte, de manera que los iones de litio vuelven del cátodo al ánodo, donde se almacenan hasta que se vuelve a utilizar la batería. Este flujo reversible es lo que permite que puedan recargarse cientos y hasta miles de veces.
Los materiales específicos utilizados en los electrodos y electrolitos influyen significativamente en el rendimiento de la batería, aunque siempre se pretende proporcionar una alta densidad energética, lo que permite a las baterías de litio almacenar una gran cantidad de energía en un tamaño relativamente pequeño y ligero, lo que las hace ideales tanto para la electrónica portátil como para los coches eléctricos.
Ahora, el proyecto PROMOBAT busca "desarrollar soluciones tecnológicas novedosas que permitan el diseño y prototipado de celdas y módulos de baterías de elevadas prestaciones y a su vez elevada seguridad, así como metodologías de evaluación de calidad de estas baterías".
Para lograrlo, el ITE combinará la investigación industrial con el desarrollo experimental, con el objetivo de validar estas nuevas baterías con cargas mucho más rápidas que las existentes hasta la fecha y hacerlas viables a nivel comercial.
Alberto León y su equipo se encargarán de optimizar "los parámetros más relevantes del proceso de producción de prototipos, relacionados con el material, producción de electrodos e integración en la propia celda", con la pretension de conseguir una mayor densidad energética y mejores prestaciones, por lo que tampoco descartan avanzar hacia "nuevas tecnologías avanzadas de litio precursoras de las baterías de estado sólido, basadas en electrolitos híbridos".
En cuanto a los módulos, según el investigador, la idea es combinar esas celdas con "una nueva química de alto contenido en níquel y tecnologías de gestión térmica basadas en materiales de cambio de fase y materiales de interfaz térmica, así como con sensores y electrónica de control que garanticen la seguridad y optimicen el funcionamiento".
Aunque quedan muchos meses de investigación por delante para obtener un prototipo, en el ITE están convencidos de que estas nuevas baterías tendrán una tecnología escalable y que llegarán al mercado en los próximos años; aunque León ha adevertido de que "hay que ser realistas y en aplicaciones comerciales exigentes puede requerir procedimientos de diseño, ensayo y validación estrictos, especialmente en automoción, cuyos tiempos pueden ser prolongados".
