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Categorías: Tecnología

Una forma energética líquida es la clave de la movilidad del futuro


Sea como combustible, sea como medio de transferencia energética, el estado líquido de la materia es el ideal para los medios de transporte del futuro. Actualmente nos hemos acostumbrado a un medio de combustible líquido, que se impuso en su momento por su densidad energética y su energía específica.

Pero el petróleo no es el futuro, o al menos no será, como hasta ahora, el único actor presente entre nosotros. Probablemente tarde más en desaparecer de lo que nos han querido vender algunos, pero a medio plazo no tiene sentido emplear un material cuya cuantía absoluta está limitada.

Comentábamos aquí hace ya un buen puñado de semanas los problemas de la llamada "solución del hidrógeno" como medio de transporte de energía desde las factorías eléctricas hasta tu coche.

Lo que parece más que claro es que a medio o largo plazo los coches serán eléctricos, y la gran cuestión no está en ese aspecto, sino en cómo alimentar los motores eléctricos de nuestros vehículos.

Las opciones son muy variadas. Está la citada del hidrógeno, cuya eficiencia conjunta es muy baja (ya lo discutimos en el artículo, pero os lo recuerdo: hay que disociar átomos de hidrógeno a partir de agua, algo muy poco eficiente, transportar el hidrógeno resultante, y recombinarlo en nuestros coches). Está la solución de las baterías sólidas, fijas o intercambiables, pero estas tienen una serie de problemas que, aunque se van solucionando poco a poco, siguen hipotecando su futuro a corto o medio plazo.


El gran problema de las baterías sólidas, además de su coste y peso, es el de la recarga

Los problemas ya los conoces de sobras. El primer es el del coste, ya que por cada unidad energética no resultan nada económicas. El segundo problema es su densidad y capacidad específica, ya que resultan pesadas y voluminosas para la autonomía que ofrecen.

Está el problema, además, de su ritmo de recarga. Por más que se mejoren los sistemas de recarga, sigue habiendo un "límite" a la cantidad de carga que se puede meter en una batería por unidad de tiempo con la red energética instalada en este momento, al tiempo que tenemos problemas con la degeneración de la vida útil de las baterías.

El estado de la técnica sigue evolucionando, y las baterías sólidas van mejorando, poco a poco. A medida que aumenta la inversión en I+D en ellas nos encontramos un pasito más cerca de la batería ideal, pero puede que, una vez más, un invento del MIT sea la solución a todos los problemas.

Se trata de las baterías semi-líquidas.

Las baterías líquidas son un invento viejo. Denominadas de "fluido redox (redución-oxidación)", su concepto pasa por contar con dos depósitos líquidos que combinados generan una carga eléctrica en unos bornes que envían esta energía al sistema eléctrico del vehículo.


El diagrama técnico de una batería de fluido redox es bastante sencillo

Las ventajas de este tipo de baterías son obvias: los dos líquidos que las hacen funcionar cuentan con una carga diferencial. A medida que se bombean y ponen en contacto, estos dos líquidos pierden su carga. Cuando están gastados, basta con sustituirlos por nuevos líquidos con carga para tener un sistema "lleno" de energía.

El líquido retirado del vehículo puede ser recargado y volver a ser empleado, lo que lo convierte en el portador energético ideal: no crea un impacto directo al medio ambiente, al ser reutilizable infinitas veces en teoría.

La problemática de este tipo de batería líquida hasta la fecha es que se usaban soluciones en base de agua, o con materiales y elementos que impedían una densidad de carga adecuada. Es decir, se necesitaba un gran volumen y un gran peso de "líquido" para conseguir la potencia y energía como para mover un coche.

Pero el gran cambio que nos espera es el anuncio de un nuevo tipo de batería líquida desarrollada por el MIT. Yet-Ming Chian, uno de los líderes de este proyecto, y que fuera en su día co-fundador de A123, ha conseguido dirigir a su equipo de técnicos a través de un proceso analítico por el que han logrado una batería semi-líquida empleando litio, manganeso, carbono, oxígeno y grafito, entre otras cosas.

Este material viscoso tiene varios "puntazos". Tiene mucha más energía específica, y al mismo tiempo más densidad energética. Es decir, por cada kilogramo de líquido tenemos más energía.

En comparación, respecto a una batería "tope de gama" de litio de las actuales, este nuevo sistema iguala en muchos aspectos a las baterías sólidas (250 Wh por kilo de material, y 500 Wh por litro de material), con la enorme diferencia de la maleabilidad de contar con un líquido viscoso.

Pero es que respecto a una batería de litio actual, existe una ventaja competitiva: el sistema líquido es mucho más barato. El líquido de base costaría alrededor de 250 dólares por kWh, o lo que es lo mismo, prácticamente cuatro o cinco veces menos del coste por kWh de una batería actual.


El Koenigsegg Quant era un prototipo que fantaseaba con el uso de baterías fluidas redox

Hay más ventajas en esta batería líquida: Dado que es un líquido que entra y sale en una máquina de bombeo, como las actuales de las gasolineras, la propiedad de este líquido sería del distribuidor, que cargaría al usuario dos aspectos: alquiler del líquido, y carga del mismo.

Este líquido no se degenera, en teoría, con el paso del tiempo y las recargas, y es reutilizable, por lo que el coste de alquiler de dicho material sería muy bajo.

Las estaciones de repostaje energético podrían contar con grandes tanques para líquido cargado y líquido descargado, y podrían optar por cargar y renovar el líquido ya utilizado, o mandarlo en camiones cisterna o mediante sistemas de tuberías para su reaprovechamiento y reabastecimiento.

Quedaría por solucionar la siempre problemática cuestión de la procedencia energética con la que se cargarían estas baterías líquidas, pero ese es un problema que, si bien nos importa, no nos toca tan de cerca.

El caso es que este tipo de técnica aligeraría nuestra problemática con los vehículos eléctricos, por coste, y por problemas de distribución, repostaje y tiempos de "recarga", de manera que haría de los coches eléctricos una solución completamente viable a nivel comercial y de usuario.

Antes de tirar las campanas al vuelo, conviene recordar que esta tecnología está ahora mismo en desarrollo. Se han realizado ya pruebas y ensayos que han demostrado la validez de los compuestos, pero todavía quedan unos seis meses para contar con un prototipo funcional a gran escala, capaz de mover vehículos.

De confirmarse sus cifras (de densidad energética, peso y coste), podríamos estar hablando de una tecnología que se podría implementar en un plazo de menos de una década. Claro que luego faltaría crear la infraestructura de recarga y abastecimiento. Pero cada pequeño (o gran) paso en este sentido implica estar más cerca de encontrar la solución definitiva al problema de la movilidad sostenible.

[Publicación oficial acerca de esta tecnología]

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