La transición lenta pero constante hacia las energías renovables ya estaba en marcha cuando Rusia invadió Ucrania en febrero, y desde entonces el mercado mundial de la energía ha dado un vuelco. Es probable que seamos testigos de más trastornos a medida que el panorama geopolítico de la energía vea cómo el poder se aleja de los países ricos en petróleo y gas hacia aquellos ricos en materiales críticos para fabricar baterías, automóviles eléctricos, paneles solares, turbinas eólicas y similares. De hecho, el impulso por la energía limpia ya está contribuyendo a una tendencia hacia el proteccionismo, y esta tendencia solo continuará a medida que aumenten las apuestas.
En lugar de esperar a que los aranceles o la escasez de suministro los aprieten, algunas organizaciones están tomando medidas preventivas para ser lo más autosuficientes posibles en lo que probablemente será un mercado volátil. Dos de esas organizaciones son Nissan y la NASA. Puede que el fabricante de automóviles y la agencia espacial no parezcan tener mucho en común, pero un interés que sí comparten son las baterías baratas, escalables y de gran densidad energética. La semana pasada anunciaron una asociación destinada a desarrollar baterías de estado sólido.
Las baterías de iones de litio que se utilizan hoy en día en todo, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos, dependen de un electrolito líquido para mover los iones de litio entre un ánodo de grafito (electrodo negativo) y un cátodo (electrodo positivo), que pueden estar hechos de varios materiales.
Las baterías de estado sólido intercambian el electrolito líquido por, lo adivinaste, uno sólido, lo que aumenta la densidad de energía al doble o más. Los esfuerzos para desarrollar estas baterías han estado plagados de complicaciones, incluida la búsqueda de un reemplazo eficaz para el separador (el componente que mantiene separado el ánodo y el cátodo mientras permite que pasen los iones de litio) y la solución de problemas como la degradación oxidativa y la formación de dendritas (la aguja -como proyecciones del ánodo de litio que pueden perforar el separador).
La iniciativa Nissan-NASA es similar a la anunciada hace más de dos años por IBM y Mercedes-Benz; la potencia informática y el fabricante de automóviles planearon utilizar tanto la computación clásica como la cuántica para diseñar baterías de estado sólido, incluida la simulación de las propiedades de las moléculas para baterías de litio-azufre de estado sólido. A finales de 2019 dieron a conocer una batería “libre de metales pesados” cuyos materiales podrían extraerse del agua de mar.
De manera crucial, la asociación Nissan- NASA también se está enfocando en baterías que no dependen de metales raros, como el cobalto (del cual más de la mitad del suministro mundial se encuentra en la República Democrática del Congo, como se destaca en un episodio del New York Times). podcast del Times Daily del mes pasado ), níquel o manganeso.
Pero destruir esos metales significa encontrar materiales con propiedades comparables para reemplazarlos, lo que no será una tarea sencilla. Aquí es donde las habilidades informáticas de la NASA le darán a la asociación una mano muy necesaria. Planean crear una plataforma informática de materiales original, es decir, una base de datos masivos que ejecuta simulaciones de cómo varios materiales interactúan entre sí. Cuando la plataforma reduce innumerables opciones y combina a unos pocos candidatos principales, los investigadores pueden comenzar a probar el m.
Nissan se ha fijado como objetivo el 2028 como el año para lanzar sus propias baterías de estado sólido. Queda por ver cuán realista resulte ser ese momento (Toyota es aún más ambicioso, con el objetivo de tener sus propios vehículos con baterías de estado sólido en el mercado para 2025), pero Nissan está poniendo su dinero donde su boca está con planes para abrir una planta piloto en Japón en 2024. La forma en que esto se desarrollará será reveladora, ya que la ampliación de la fabricación de baterías de estado sólido ha producido acontecimientos inesperados en el pasado. Alentadoramente, la startup Solid Power también se ha fijado como objetivo el 2028 para las comercialización de sus baterías de estado sólido.
Todavía no sabemos cuánto tiempo tomará, pero una cosa parece bastante segura: una medida que la lucha por asegurar un suministro de energía confiable continuará durante los próximos meses y años, es probable que veamos muchos más esfuerzos para traer baterías y equipos relacionados. tecnología interna.