Las pilas con un electrolito s\u00f3lido prometen altas densidades de energ\u00eda. As\u00ed, las bater\u00edas de los coches el\u00e9ctricos podr\u00edan ser m\u00e1s peque\u00f1as y ligeras, y la autonom\u00eda podr\u00eda aumentar. Pero cu\u00e1ndo es una pregunta abierta que aqu\u00ed tratamos de responder. <\/p>\n
Nuestro colaborador Christoph M. Schwarzer habl\u00f3 con expertos para analizar la situaci\u00f3n actual para electrive<\/em>. Si las bater\u00edas de estado s\u00f3lido llegar\u00e1n a la producci\u00f3n en serie y cu\u00e1ndo, es una cuesti\u00f3n abierta que las empresas se apresuran a cerrar. \"Hemos entrado en una nueva era\", anunci\u00f3 Shigeki Terashi en junio. Seg\u00fan el alto directivo de Toyota, los avances han superado las expectativas. Quieren presentar una bater\u00eda con electrolito s\u00f3lido para los Juegos Ol\u00edmpicos de Tokio 2020. La declaraci\u00f3n provoc\u00f3 euforia: La cultura corporativa japonesa prefiere el eufemismo. Si Toyota habla de un gran avance, entonces debe haber algo de cierto. Y efectivamente, la producci\u00f3n en serie de una bater\u00eda totalmente de estado s\u00f3lido supondr\u00eda una revoluci\u00f3n en la qu\u00edmica celular que hasta ahora s\u00f3lo se ha desarrollado evolutivamente. Sin embargo, todos los implicados est\u00e1n muy lejos de conseguirlo.<\/p>\n Un vistazo a la letra peque\u00f1a de Toyota tambi\u00e9n lo demuestra. El anuncio de varias cooperaciones hab\u00eda motivado la declaraci\u00f3n de Terashi. Entre otras cosas, Toyota planea establecer<\/a> una empresa conjunta para el desarrollo de bater\u00edas de estado s\u00f3lido \"para finales de 2020\" con su socio de siempre, Panasonic, que fabrica las bater\u00edas de n\u00edquel-hidruro met\u00e1lico para los coches h\u00edbridos de la empresa. Esta cuidada formulaci\u00f3n muestra por s\u00ed sola lo lejos que se est\u00e1 de la producci\u00f3n en serie. Sin embargo, la industria y los investigadores est\u00e1n de acuerdo: las oportunidades son grandes y el potencial del estado totalmente s\u00f3lido es extraordinario.<\/p>\n Un criterio de evaluaci\u00f3n vital para las pilas es la densidad energ\u00e9tica. Hay que diferenciar entre la unidad gravim\u00e9trica vatios-hora por kilogramo (Wh\/kg) y la unidad volum\u00e9trica vatios-hora por litro (Wh\/l). Las c\u00e9lulas t\u00edpicas tienen 250 Wh\/kg y m\u00e1s de 600 Wh\/l. Ambos par\u00e1metros son esenciales: el peso porque refleja la peor desventaja de las bater\u00edas, es decir, el uso extremo de materiales. Seg\u00fan BMW, un buen 60% de la energ\u00eda el\u00e9ctrica se recupera durante la deceleraci\u00f3n, pero esto tambi\u00e9n significa que se pierde m\u00e1s de un tercio. El lastre de un coche el\u00e9ctrico es, por tanto, menos importante que el de un veh\u00edculo convencional, pero tampoco es en absoluto indiferente desde el punto de vista energ\u00e9tico. La densidad volum\u00e9trica de la energ\u00eda, por otra parte, es relevante, ya que la tendencia hacia una capacidad cada vez mayor ampl\u00eda el espacio necesario para su instalaci\u00f3n. Como en el caso del kit de electrificaci\u00f3n modular de Volkswagen (MEB<\/a>), este espacio se encuentra mejor entre los ejes pero es naturalmente limitado.<\/p>\n La introducci\u00f3n de electrolitos s\u00f3lidos podr\u00eda aumentar la densidad energ\u00e9tica gravim\u00e9trica en un 40% y la volum\u00e9trica en un 70%, explica el Dr. Johannes Kasnatscheew, del Forschungszentrum J\u00fclich, en la entrevista con electrive<\/em>. El cient\u00edfico trabaj\u00f3 primero en electrolitos l\u00edquidos y ahora es especialista en bater\u00edas de electrolito s\u00f3lido: \"Buscamos el material que permita el mejor compromiso\". Existen electrolitos inorg\u00e1nicos, como la cer\u00e1mica y el vidrio, y org\u00e1nicos, como los pol\u00edmeros. Ambos tienen ventajas e inconvenientes.<\/p>\n Una conductividad razonable, una gran robustez mec\u00e1nica, pero unas resistencias de contacto muy elevadas durante la carga y la descarga caracterizan a los electrolitos s\u00f3lidos inorg\u00e1nicos. La corriente que fluye sigue siendo muy baja. Los electrolitos s\u00f3lidos org\u00e1nicos, en cambio, tienen menos resistencias de contacto, pero una conductividad baja. En los congresos, los cient\u00edficos siguen debatiendo la idoneidad de los compuestos. En la actualidad, los electrolitos s\u00f3lidos cer\u00e1micos inorg\u00e1nicos a base de sulfuro son los favoritos en cuanto a conductividad.<\/p>\n En las pilas actuales, el electrolito l\u00edquido es el medio inactivo en el que los iones de litio migran entre el c\u00e1todo y el \u00e1nodo. Sin embargo, lo m\u00e1s destacado de los electrolitos s\u00f3lidos no es la simple sustituci\u00f3n en el sentido de un intercambio: \"Con los electrolitos s\u00f3lidos, podemos realizar litio met\u00e1lico en lugar de \u00e1nodos basados en grafito\", explica el Dr. Johannes Kasnatscheew. S\u00f3lo as\u00ed lograremos avances significativos en la densidad energ\u00e9tica\".<\/p>\n Si esto funcionara, tambi\u00e9n mejorar\u00eda dr\u00e1sticamente el uso de energ\u00eda en la producci\u00f3n y, por tanto, el balance de CO2: Hoy en d\u00eda, el secado es un proceso complejo y que consume mucha energ\u00eda. Esto ser\u00eda al menos superfluo en el lado del \u00e1nodo cuando se utilizan electrolitos s\u00f3lidos porque la l\u00e1mina es de metal de litio. Esto tambi\u00e9n reduce la toxicidad.<\/p>\n Cuando se le pregunta c\u00f3mo califica las perspectivas de aplicaci\u00f3n, Kasnatscheev responde diplom\u00e1ticamente: \"Los electrolitos s\u00f3lidos son muy prometedores, pero siguen siendo un reto\".<\/p>\n Electrive<\/em> habl\u00f3 con otros expertos del sector. Esperan no ver ni la producci\u00f3n en serie ni la instalaci\u00f3n en un coche de serie antes de 2025. Hasta ahora, no ha habido ninguna muestra de bater\u00edas de electrolito s\u00f3lido que pueda superar a los productos actuales en cuanto a sus propiedades. Adem\u00e1s, primero habr\u00eda que demostrar c\u00f3mo se pueden producir \u00e1nodos de metal de litio puro de forma segura y en masa.<\/p>\n Al mismo tiempo, est\u00e1 claro que se est\u00e1n construyendo miles de millones de pilas de iones de litio con electrolitos l\u00edquidos sin dificultades significativas. Su desarrollo tampoco se detiene; hay una mejora evolutiva permanente. La sustituci\u00f3n de la actual generaci\u00f3n de iones de litio, seg\u00fan un experto, no est\u00e1 en discusi\u00f3n.<\/p>\n Sin embargo, la investigaci\u00f3n y el desarrollo de las bater\u00edas totalmente de estado s\u00f3lido no pertenecen al reino de los cuentos de hadas de los milagros prometedores. La seriedad con la que trabajan muchas personas en todo el mundo y la transparencia exigida por los institutos cient\u00edficos no son garant\u00eda de \u00e9xito, sino la prueba de que existe una esperanza racional bien fundada de cambio y de la Pr\u00f3xima Gran Cosa.<\/p>\n Reportaje de Christoph M. Schwarzer.<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Las pilas con un electrolito s\u00f3lido prometen altas densidades de energ\u00eda. As\u00ed, las bater\u00edas de los coches el\u00e9ctricos podr\u00edan ser m\u00e1s peque\u00f1as y ligeras, y la autonom\u00eda podr\u00eda aumentar. 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El \u00e1nodo de metal de litio es la clave<\/h3>\n
El \u00e9xito de las bater\u00edas de electrolito s\u00f3lido es dudoso<\/h3>\n