Las baterías de sodio y la recarga inalámbrica nos acercan al sueño de coches eléctricos más baratos y con mayor autonomía
Enrique García-Quismondo Hernáiz, IMDEA ENERGÍA
Las baterías de iones de sodio están emergiendo como alternativas prometedoras para los vehículos eléctricos de gama baja-media. La empresa francesa Tiamat Energy, respaldada por el Grupo Stellantis, acaba de anunciar sus planes para construir una fábrica de celdas de iones de sodio con una capacidad de producción máxima de 5 GWh por año. Este enfoque no solo apunta a reducir costes en la movilidad eléctrica sino también a contrarrestar las problemáticas del litio, un componente crítico en las baterías actuales.
Este tipo de baterías basadas en sodio pueden resultar ideales para automóviles eléctricos de dimensiones reducidas, especialmente aquellos que transitan por tramos de carretera con capacidad de recarga en movimiento. En este contexto, la necesidad de una gran capacidad energética en los coches podría reducirse significativamente.
Recientemente, se ha implementado esta tecnología de recarga sin cables en Detroit, Michigan (EE. UU.), abriendo la posibilidad de baterías más compactas para vehículos eléctricos.
La tecnología de baterías de sodio se basa en el movimiento de iones entre los electrodos de forma muy similar a las baterías de iones de litio, pero utilizando sodio. Este concepto, impulsado por su bajo coste y la disponibilidad de sus principales componentes, plantea una solución a la dependencia del litio, cuya extracción no está exenta de impactos ambientales negativos y cuyos precios son volátiles.
A diferencia del litio, el sodio se puede producir a partir de un material abundante: la sal. Esta materia prima está disponible en gran medida, es sencilla de extraer y asequible.
Luces y sombras de las baterías de sodio
Hasta el momento, este tipo de baterías han mostrado una densidad de energía inferior en comparación con las baterías de iones de litio, lo que se traduce en una mayor carga de peso para almacenar la misma cantidad de energía. A pesar de este desafío, fabricantes de baterías líderes como NorthVolt en Suecia y la alianza entre BYD y Huaihai en China están intensificando sus esfuerzos para superar esta limitación.
El pasado noviembre, BYD anunció la construcción de su primera gigafábrica de baterías de iones de sodio en Xuzhou, provincia de Jiangsu. Con una capacidad de 30 GWh anuales y una inversión de 1 284 millones de euros, se prevé que BYD se convierta en el principal proveedor mundial de baterías de sodio para microcoches.
Una característica destacada de las baterías de iones de sodio es su capacidad para ser descargadas por completo y almacenadas o transportadas en este estado sin degradación, lo cual añade versatilidad a su implementación en aplicaciones de movilidad. A diferencia de las baterías de iones de litio, que pueden dañarse de forma irreversible en una descarga completa, esta característica simplificaría toda la logística de transporte de las baterías, la haría más segura y reduciría más el coste de su comercialización.
Sin embargo, la adopción generalizada de las baterías de iones de sodio enfrenta desafíos importantes. Los costes de componentes como el separador y el electrolito pueden ser considerablemente más altos, lo que podría resultar en un aumento significativo en el coste total de la batería.
Además, a diferencia del litio, la capacidad del sodio para cargarse y descargarse puede disminuir rápidamente durante la vida útil de la batería. Por eso es importante remarcar la necesidad de más investigación para abordar los aspectos técnicos que permitan la implantación efectiva de esta tecnología emergente.
Recarga de las baterías en circulación
En paralelo, la evolución de la carga inalámbrica podría resolver otro problema crítico: la infraestructura de recarga de los vehículos eléctricos. Este método permite cargar los coches durante la conducción, superando las limitaciones de las estaciones de carga convencionales.
La implantación de esta tecnología por parte de la ciudad de Detroit en colaboración con Ford y la compañía Electreon Wireless busca no solo aumentar la conveniencia de las recargas sino también allanar el camino para vehículos con baterías más pequeñas, ya que no se requieren recargas conectadas tan frecuentes.
Este proyecto piloto implica la instalación de 400 metros de tecnología de carga inductiva, ofreciendo un vistazo al futuro de la carga de vehículos eléctricos.
La carga inductiva funciona mediante la transferencia de energía a través de campos magnéticos. Unos raíles ubicados en la calzada crean un campo electromagnético que, cuando detecta un sistema compatible con la carga por inducción en un coche, transmite energía. Esta energía se convierte en energía eléctrica que carga la batería del coche.
Este enfoque podría hacer que los conjuntos de baterías sean más compactos y, por ende, más asequibles, facilitando la transición hacia la movilidad eléctrica. Aunque el proceso de producción es costoso, una evaluación de cinco años determinará si la carga inalámbrica es una alternativa viable a las estaciones de carga convencionales.
En Europa, la empresa Elonroad ha desarrollado una variante de carreteras electrificadas que se ha desplegado en varios tramos en las ciudades suecas de Lund y Maristad. El funcionamiento se basa en tiras metálicas electrificadas en tramos alternos de la carretera que generan electricidad cuando hay un coche conectado a ellas. Para que los vehículos recarguen sus baterías en movimiento, deben contar con un sistema de raíles desplegables que actúan como conexiones, como si se tratara de coches de Scalextric. https://www.youtube.com/embed/1d4D3d2UkDw?wmode=transparent&start=0 Sistemas de carreteras electrificadas de Elonroad.
En este sentido también hay que ser prudentes, ya que hay que tener presente que ciertos aspectos de estos desarrollos están en sus fases iniciales. Si bien estos avances son alentadores, aún se encuentran en una etapa donde la viabilidad comercial debe demostrarse a mayor escala.
Hacia una movilidad eléctrica asequible y práctica
Estos avances son muy relevantes por varios motivos. Por un lado, permiten gestionar mejor la energía y aprovechar las infraestructuras de transporte para que no hagan falta cargas muy largas ni coches con baterías muy grandes y, por tanto, que no se necesiten tantos recursos minerales. Por otro lado, contribuyen a que los vehículos eléctricos sean más accesibles y prácticos para una gama más amplia de usuarios.
Así, la convergencia de coches propulsados por baterías de iones de sodio más pequeñas y baratas y tramos de carretera electrificados en los que los vehículos recuperan energía mientras circulan podría suponer un cambio significativo en la movilidad eléctrica.
Enrique García-Quismondo Hernáiz, Investigador en energías renovables, IMDEA ENERGÍA
