Investigadores madrileños crean una batería para coches que reduce las emisiones

La movilidad es una de las principales fuentes de contaminación: genera el 30% de las emisiones de dióxido de carbono. Tres cuartas partes proceden del transporte por carretera. Los coches eléctricos no generan emisiones directas, pero sí lo hace el proceso para obtener la energía que los impulsa. Un equipo de investigadores del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados (IMDEA) ha creado una batería elaborada con silicio, un material más abundante, sostenible y eficaz que el que se usa ahora.

Hasta ahora, los electrodos de estos dispositivos que acumulan energía se fabrican con grafito, un elemento que se utiliza en la industria farmacéutica y la construcción. Se trata de una materia prima controlada por China y definida por la UE como crítica por la falta de reservas. Bajo esa premisa, los científicos del IMDEA han desarrollado un proceso singular que puede revolucionar el mercado.

Mayores prestaciones

«No hemos descubierto la capacidad del silicio para albergar litio, pero sí el proceso que lo emplea para fabricar baterías más baratas, más sostenibles y con mayores prestaciones», explica Juan José Vilatela, responsable de la investigación. Este mexicano de 39 años, licenciado en Física y doctor en nanomateriales por la Universidad de Cambridge, llegó a España hace una década, justo cuando la Comunidad de Madrid puso en marcha IMDEA.

Vilatela lleva años trabajando en el hallazgo. «Comenzamos fabricando grafito, que es carbono, de una manera diferente. Para que tuviese más durabilidad lo convertimos en nanocarbono», reconoce el científico a THE OBJECTIVE. Entonces advirtieron que podían aprovechar ese proceso de transformación y aplicarlo al silicio, que era «un elemento muy prometedor como electrodo». 

Gracias a este cambio, además de facilitar su producción y abaratar los costes, se pueden fabricar los ánodos necesarios para armar baterías. Algunas compañías de telefonía ya utilizan algo parecido. Los investigadores del IMDEA decidieron aplicar sus avances en los coches eléctricos al entender que el crecimiento de estos vehículos en los próximos años será exponencial. «Es una de las formas más rápidas de reducir emisiones, de reducir el impacto en el medio ambiente», insiste Vilatela. No obstante, su descubrimiento también puede emplearse en otras materias, como en la electrónica y las telecomunicaciones.

El silicio es un elemento químico. El segundo más abundante en la corteza terrestre ​después del oxígeno. Tiene la ventaja de que puede almacenar diez veces más energía que el grafito en un espacio similar. El elemento en el ánodo de la batería ofrece una gran superficie que permite a los iones de litio aumentar su velocidad de desplazamiento. Para aumentar la eficiencia el silicio está impregnado de nanocarbono.

Elimina los procesos de mezclado

El experto asegura que el silicio como componente no es muy resistente, pero que al convertirlo en nanosicilio a través de un proceso químico, el material no se rompe y aumenta su durabilidad, lo que «implica resolver varios problemas». Uno de ellos es el respeto al medio ambiente. «Para construir baterías se necesitan muchos solventes, hay muchos mezclados, lo que consume una gran cantidad de energía. Nuestro producto elimina todos esos procesos porque lo hacemos con gas», explica.

Vilatela sostiene que, de esta forma, consiguen ser más sostenibles. Según sus cálculos, durante la fabricación de cada coche pueden llegar a reducir emisiones por valor de dos toneladas de dióxido de carbono. Sin embargo, no todo son ventajas; también existen algunas contras. «Es más difícil lograr que se degrade el silicio. Además, los ciclos de carga y descarga tampoco están conseguidos. Son un reto, pero partimos de una buena posición».

No solo se trata de un sistema más respetuoso con la naturaleza, también es menos costoso porque reduce el proceso de fabricación. Los investigadores, entre los que se encuentra el alemán Richard Schäufele, afirman que ya están en condiciones de suministrar los electrodos para fabricar baterías a sus socios estratégicos. Estiman que su uso se generalizará en 2025. 

«Los venderemos a los fabricantes de vehículos eléctricos, que también se han puesto a construir baterías. Intentaremos aprovechar las sinergias. Ya estamos en conversaciones con algunas marcas», admite Vilatela. Para comercializar su hallazgo, el científico mexicano y sus colegas han creado una empresa, Floatech, la primera spin-off de IMDEA, que después de una década apostando por la vanguardia científica comienza a recoger sus frutos.