Una nueva batería de grafeno sorprende a los científicos batiendo todos los récords

Científicos de la NASA acaban de anunciar una “batería increíble” que ha “sobrepasado todas sus expectativas iniciales”. Según la agencia espacial norteamericana, esta nueva tecnología es mucho más ligera, segura, potente y eficiente que las baterías ión de litio actuales. Los datos son tan buenos, afirman, que es apta para su uso en aviación. Ofrece 500 vatios-hora por kilogramo, el doble de las mejores baterías de coche actuales, y además podría llegar a triplicar esa cifra, ya de por sí impresionante

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Según Rocco Viggiano — ingeniero del Centro de Investigación Glenn de la NASA y líder del proyecto — el proyecto está llegando a “una nueva frontera en la investigación de baterías que podrán hacer mucho más de lo que hacen las baterías de iones de litio. Las posibilidades son bastante increíbles".

Los números del proyecto SABERS — ‘sables’ en español y siglas de ‘arquitectura de baterías de estado sólido para una seguridad’ — son francamente sorprendentes. Viggiano asegura que “su diseño no sólo elimina del 30 al 40 por ciento del peso de la batería, sino que además permite duplicar o incluso triplicar la energía que puede almacenar, superando con creces las capacidades de las baterías de iones de litio más avanzadas del mundo".

Además de su densidad energética, los investigadores afirman que estas nuevas baterías son mucho más seguras, rápidas de cargar, más compactas, más fáciles de empaquetar y además son escalables. La combinación de características, dice la NASA, permitirá usarlas en aviones eléctricos de media distancia, algo que era imposible hasta ahora.

Qué es SABERS

Creada por varios centros de investigación de la NASA, el Argonne National Laboratory, el Pacific Northwest National Laboratory y la universidad Georgia Tech usando grandes supercomputadores para la simulación de sus propiedades físicas, SABERS es una batería “totalmente sólida” organizada en células empaquetadas dentro de un diseño de pila bipolar.

Cada célula está formada por tres capas. El ánodo es metal de litio, no ión de litio, como las actuales. El cátodo es una combinación de azufre y selenio, cuyas partículas están organizadas en una malla de grafeno inventada y patentada por la NASA. Entre los dos está el electrolito, que es una combinación de materiales totalmente sólida, al contrario que el electrolito líquido que hace que las baterías actuales sean altamente inflamables y explosivas.

El resultado de esta combinación, afirman, es una batería que no es inflamable ni explota, pudiendo operar aunque estén dañadas en un impacto. Su temperatura, dicen, no supera los 150 grados centígrados a máxima potencia de consumo: los investigadores afirman que las han probado bajo “diferentes presiones y temperaturas, y han descubierto que puede funcionar a temperaturas casi el doble de cálidas que las baterías de iones de litio, sin tanta tecnología de refrigeración”, lo que las hace mucho más compactas, escalables y ligeras que las líquidas.

En otras palabras, según la NASA, la batería supera todos los requerimientos mínimos de densidad energética, potencia, tamaño, escalabilidad y seguridad necesarios para aplicaciones aeronáuticas. Para vehículos de carretera, sus especificaciones exceden radicalmente a las actuales.

¿Una panacea?

Las baterías sólidas llevan mucho tiempo en desarrollo en todo el mundo, pero han chocado contra múltiples escollos que han evitado que cumplieran su promesa hasta ahora. De hecho, Hiroaki Koda — director ejecutivo de Prime Planet, la empresa conjunta de Panasonic y Toyota para fabricar baterías de litio convencionales — aseguró hace unos días que las baterías de estado sólido no estarán listas en mucho tiempo. Según Koda, las baterías de iones de litio de base líquida dominarán todavía el mercado durante al menos los próximos diez años.

El problema es que las baterías de litio actuales son altamente inflamables, tienen una autonomía limitada, su densidad energética es muy reducida y además tardan tanto en cargar que son casi impracticables para trayectos largos en comparación con el coche de combustión interna. A eso se le añade el problema de la escasez del litio — que nos aboca a una futura ‘crisis del petróleo’, esta vez del preciado metal, y nuevo orden mundial controlado por China — el traslado de la polución de los países ricos a los más vulnerables, y el esclavismo y la explotación infantil en las minas de litio y cobalto en países del tercer mundo.

La batería sólida de la NASA resuelve en gran parte estos problemas — los que tienen que ver con sus características técnicas — pero no otros, porque siguen usando litio y otros metales raros, como el selenio. Pero lo cierto es que la agencia espacial parece haber conseguido salvar las dificultades a las que se han enfrentado otros equipos. Su anuncio parece inusualmente optimista para una organización que se caracteriza por su conservadurismo a la hora de realizar comunicados sobre sus descubrimientos. Ahora, dicen, los equipos de la NASA que están trabajando en aviones eléctricos, van a probarlas en aeronaves reales como el X-57 Maxwell y el SUSAN. Esperemos que este optimismo aparentemente desatado se transforme pronto en una realidad comercial.