Con el incremento de los coches eléctricos en el mercado, ha crecido considerablemente la demanda por baterías que otorguen mayor capacidad y durabilidad para estos; siendo una de las problemáticas presentadas con esta innovación la falta de materias primas para fabricar las baterías de iones de litio, por lo que algunos constructores han comenzado a trabajar en el desarrollo de baterías en estado sólido.
¿Porque crear nuevas baterías?
En el acontecer diario de acuerdo con la necesidad de obtener baterías que otorguen mayor autonomía, algunas marcas han realizado trabajos sorprendentes con las baterías de iones de litio, tal como es el caso de Tesla, mejorando cada vez más la autonomía de sus modelos, sin embargo aun no es suficiente, dado el caso que el motor totalmente eléctrico desee algún día sustituir totalmente el motor convencional, ya que las baterías deben contar con mayor autonomía, estabilidad y seguridad, por lo que se ha planteado la posibilidad de encontrar estas características en las baterías de estado sólido. Estas son el perfeccionamiento de las conformadas por iones de litio, y es por ello que para entender el funcionamiento de las baterías de estado sólido, primero se debe conocer cómo funcionan las ya conocidas.
Baterías de Iones de Litio
Las baterías de iones están compuestas por un conjunto de celdas, que al combinarse varias de ellas forman la misma; cada celda está compuesta por dos electrodos de metal o de material compuesto, que funcionan uno como cátodo (el que sufre una reacción de reducción, mediante la cual un material reduce su estado de oxidación al recibir electrones), y el otro como ánodo (que es el electrodo en el que se produce una reacción de oxidación, mediante la cual un material, al perder electrones, incrementa su estado de oxidación), sumergidos en liquido compuesto por una sal de litio que hace la función de conductor, llamado electrolito, este que otorga los iones necesarios para que ocurra la reacción química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Una vez cargada la batería gracias a esta reacción química y se procede a conectar el aparato que se desee alimentar, en este caso poner en marcha el coche, el circulo eléctrico del conjunto se cierra, provocando un proceso químico que permite la circulación de partículas ionizadas de un electrodo a otro, arrastrando la producción de electrones al bornes, liberando la energía. Para recargar la batería se debe conectar un cargador a los bornes de la batería, produciendo una reacción química inversa, las partículas giran en la otra dirección permitiendo así la recarga de la batería.
Baterías De Estado Sólido
Las baterías de estado sólido poseen una gran semejanza con las de iones de litio, su diferencia radica en el electrolito, ya que en las baterías de iones de litio se emplea un líquido compuesto por una sal de litio, y en las baterías de estado sólido es como su nombre lo dice un material solido el que la compone, pudiendo ser electrolitos de cristal que facilitaría la fabricación en serie de estas, o también nanohilos de oro envueltos en manganeso sumergidos en gel, entre otros. Lo que permite algunas ventajas como: aumentar la densidad de carga de la batería en comparación con la de iones de litio; pueden funcionar perfectamente a temperaturas bajas hasta -20ºC; dan mayor seguridad debido a que en casos de accidentes estas no se incendiaría. En resumen estas baterías otorgan mayor autonomía, menor tiempo de recarga y mayor nivel de seguridad.
¿Quienes apuestan por esta innovación en las baterías?
Toyota es probablemente el fabricante mas a la vanguardia con respecto a las baterías de estado sólido, meses atrás dio a entender que para el año 2022, tiene pensado llevar al mercado un coche eléctrico equipado con baterías de estado sólido. Se debe resaltar que no es la única marca que a corto plazo pretende incluir este tipo de baterías en sus coches también la marca Fisker se encuentra desarrollando este tipo de baterías y justamente acaba de presentar patentes relacionadas con estas. Otros de los fabricantes que ha decidido aventurar con esta nueva tecnología, son compañías como Dyson también planea crear un coche eléctrico que cuente con esta tecnología; al igual que compañías dedicadas a los teléfonos inteligentes como Samsung, planean incluirla las baterías de estado sólido en sus Smartphone, ya que estas brindan mayor seguridad, debido a que estas no se pueden incendiar como ha ocurrido con las baterías de iones de litio.
Alianza con el gobierno de Japón
Las compañías japonesas dedicadas al mundo de la automoción se encuentran en la búsqueda de imponer la supremacía del país asiático en temas de innovación, y es por ello que han decido crear un programa en el que participan fabricantes como Toyota, Nissan, Honda, Panasonic y GS Yuasa, para que unidas hagan frente a países como China y Corea del Norte; esta unión se ha propuesto que mediante el uso de electrolitos sólidos, desarrollaran una batería de estado sólido capaz de mejorar la autonomía de los coches eléctricos, otorgando una autonomía total de hasta 550 kilómetros, este es el objetivo a mediano plazo, es decir, será un objetivo que llegara al mercado en unos 7 años, pero para el 2030 planean que la autonomía total alcance los 800 kilómetros.
Para apoyar este proyecto el estado Japonés por medio del ministerio de economía, comercio e industria suministrara un aproximado de catorce millones de dólares en fondos para llevara a cabo este proyecto que mejorara notablemente la movilidad de los coches eléctricos, permitiendo mayor autonomía, además de menor tiempo de carga lo que concluye en un ahorro en la energía al momento de cargar la batería y brinda mayor seguridad para los ciudadanos.
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