La revolución del mercado de las baterías se ha anunciado muchas veces antes, pero rara vez se ha cumplido esta promesa. Normalmente son las startups que buscan inversores las que hacen este tipo de anuncios, pero en este caso es el Instituto de Tecnología de Georgia el que cree que su nuevo materials catódico revolucionará el mercado de baterías para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.
En este caso también se requiere escepticismo: los investigadores hasta ahora sólo han probado su nuevo materials catódico a escala de laboratorio y afirman en el anuncio que la tecnología podría estar a “menos de cinco años de la viabilidad comercial en vehículos eléctricos”. Por el momento, el equipo de Hailong Chen del Instituto de Tecnología de Georgia continuará investigando el cloruro férrico en las baterías y en materiales relacionados.
¿Pero de qué se trata? Hailong Chen, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff y de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y sus colegas han desarrollado lo que afirman es una solución rentable y sostenible para una batería de estado sólido. Con un cátodo de FeCl3, un electrolito sólido y un ánodo de metallic de litio, el coste de todo su sistema de baterías es del 30 al 40 por ciento del coste de las baterías de iones de litio actuales.
“Durante mucho tiempo, la gente ha estado buscando una alternativa más sostenible y de menor costo a los materiales catódicos existentes. Creo que tenemos uno”, cube Chen. “Nuestro cátodo puede cambiar las reglas del juego”.
Desde 2019, el laboratorio intenta producir baterías de estado sólido utilizando electrolitos sólidos a base de cloruro con cátodos comerciales convencionales a base de óxido. El comunicado de prensa afirma: “No salió bien: los materiales del cátodo y del electrolito no se llevaban bien”. Entonces, en el siguiente experimento, se probó un cátodo a base de cloruro con el electrolito de cloruro.
“Encontramos un candidato (FeCl3) que vale la pena probar, ya que su estructura cristalina es potencialmente adecuada para almacenar y transportar iones Li y, afortunadamente, funcionó como esperábamos”, cube Chen. “Esto no sólo podría hacer que los vehículos eléctricos sean mucho más baratos que los coches de combustión interna, sino que también proporcionaría una forma nueva y prometedora de almacenamiento de energía a gran escala, mejorando la resiliencia de la crimson eléctrica”.
Sus pruebas iniciales mostraron que el FeCl3 funcionaba igual de bien o mejor que otros cátodos a base de óxidos mucho más caros, como el óxido de níquel, el óxido de cobalto y el óxido de manganeso. Por ejemplo, tiene una tensión de funcionamiento más alta que el cátodo LiFePO4 (fosfato de litio y hierro o LFP) de uso frecuente.
Queda una advertencia: como ya hemos mencionado, se trata todavía de una investigación a escala de laboratorio: cuando se pasa de pilas de botón pequeñas o de bolsa a pilas de gran formato con un contenido energético adecuado para coches eléctricos, normalmente aún quedan numerosos retos por resolver para poder transferir las propiedades positivas de un nuevo tipo de batería. “Queremos que los materiales sean lo más perfectos posible en el laboratorio y comprender los mecanismos de funcionamiento subyacentes”, cube Chen. “Pero estamos abiertos a oportunidades para ampliar la tecnología e impulsarla hacia aplicaciones comerciales”.