Muchos ciudadanos revisamos casi cada día internet y el conjunto de medios de comunicación a la búsqueda de grandes novedades científicas que pueden mejorar nuestras vidas. Nos atraen las noticias sobre la curación del cáncer, la lucha contra el cambio climático o los vehículos del futuro, por poner tres ejemplos.
A todos nos gustaría que en estos tres campos -y en muchos otros-, la investigación científica y el desarrollo tecnológico avanzaran como lo hace en el mundo de la electrónica la denominada ley de Moore, que indica con bastante acierto predictivo que cada dos años se duplica el número de transistores en un circuito integrado. ¿Se imaginan que la tasa de mortalidad del cáncer o las emisiones de gases de efecto invernadero se redujeran a la mitad cada dos años?
El libreto de la famosa zarzuela ‘La verbena de la Paloma’ (de Ricardo de la Vega, 1894) hizo famosa la frase «Hoy las ciencias adelantan que es una barbaridad». La expresión es cada día más cierta pero en ocasiones hay que ser realistas y reconocer que es posible que el cáncer -de forma genérica- no desaparezca nunca de la condición humana, que la cumbre de París del próximo mes de diciembre no acabe -de forma global- con el cambio climático y que los coches de motor de combustión sigan circulando por nuestras calles y carreteras durante décadas… ¿O quizás no?…
Los dos primeros modelos del famoso coche eléctrico EV1 (Gen I y Gen II) funcionaban gracias a baterías de ácido-plomo muy similares a las que utilizamos todavía en el sistema de arranque de nuestros vehículos de motor de combustión, que tienen una densidad de energía de unos 30 Wh/kg. Aquel vehículo coupe de dos plazas que inspiró el documental Who killed the electric car? (¿Quién mató al coche eléctrico?) tenía en origen unas baterías que pesaban casi 600 kilos (buena parte de los cuales eran plomo). El tercer y último modelo de EV1, el Gen II Ovonic, incorporó baterías de níquel-metal hidruro (NiMH), un sistema que ofrecía una densidad de energía de hasta 100 Wh/kg. Las baterías ion-litio actuales (2015) tienen una densidad de energía de, aproximadamente, 115 Wh/kg, pero tienen el potencial de llegar hasta los 280 Wh/kg. La lista de mejoras en las baterías que pueden utilizar los vehículos eléctricos crece casi a diario.
Revisando las revistas científicas y congresos especializados de las últimas semanas podemos descubrir importantes avances en el mundo de las baterías, elemento clave para el éxito de los vehículos eléctricos. Veamos algunos ejemplos.
El pasado 3 de febrero la revista Advanced Energy Materials publicaba los resultados de un estudio liderado por los profesores Maximilian Fichtner y Ruiyong Chen, del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (Alemania) con el que se ha conseguido un nuevo principio de almacenamiento de energía en baterías creadas con un material compuesto de litio, vanadio, oxígeno y flúor. El artículo científico indica que los prototipos de esta batería mostraron capacidades de almacenamiento de hasta 420 mAh/g a una tensión media de 2,5 V, con una densidad de energía de hasta 4.600 Wh/kg.
El 25 de febrero la revista Nature Communications publicaba otro estudio esperanzador para el mundo de las baterías utilizables en los futuros vehículos eléctricos. En este caso el equipo formado por expertos de las universidades de Arizona y Colorado (Estados Unidos), los Laboratorios Nacionales Sandia (EE.UU.), la Corporación Boulder Ionics y la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur) explicaban el éxito conseguido con una nueva batería de ion-litio formada con electrodos de silicio que puede superar todos los récords actuales de eficiencia y capacidad para mantenerse a pleno rendimiento después de más de 500 recargas.
El 11 de marzo investigadores de la Universidad de Drexel (Estados Unidos) y de la Universidad de Aix-Marsella (Francia) publicaban en la revista Angewandte Chemie el descubrimiento de un material de cátodo de alto rendimiento para baterías de litio-azufre de próxima generación, una tecnología que ofrece casi cuatro veces más densidad de energía que las actuales baterías de ion-litio.
Y para acabar este repaso de bibliografía científica reciente, un cuarto ejemplo que relaciona la fabricación de nuevas baterías con la protección del medio ambiente. Durante la reunión anual de la American Chemical Society National, celebrada en Denver del 22 al 26 de marzo, los profesores Vinodkumar Etacheri, Chulgi Nathan Hong y Vilas G. Pol, de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Purdue (Estados Unidos), han presentado un nuevo sistema para fabricar nanopartículas de carbono y microláminas para ánodos de baterías ion-litio a partir del poliestireno que se utiliza como protección en los embalajes de equipos electrónicos y materiales frágiles. Estas bolas o cacahuetes de plástico se convierten habitualmente en residuos difíciles de reciclar, pero el equipo del profesor Etacheri ha encontrado el sistema para fabricar con ellos uno de los componentes de las baterías que pueden hacer servir los coches eléctricos más eficientes.
De una cosa podemos estar seguros: la ciencia es un buen instrumento para ponernos las pilas en favor del medio ambiente.
