Las pruebas preliminares realizadas sobre baterías prototipo y en condiciones de laboratorio revelan que la velocidad de recarga de las baterías de iones de aluminio multiplica por tres la de las de iones de litio y triplica su durabilidad.
La empresa australiana Graphene Manufacturing Group (GMG) ha anunciado los resultados de las pruebas de rendimiento de un nuevo tipo de batería de iones de aluminio y grafeno que han resultado muy prometedoras. Su densidad de potencia multiplica por diez la de las baterías de iones de litio actuales, lo que implica una velocidad de carga muy superior sin que sea necesario incluir un sistema de refrigeración, lo que significa también un aumento de su vida útil (hasta tres veces más).
Muchas de las investigaciones sobre baterías para vehículos eléctricos que actualmente están en curso buscan eliminar materiales como el litio de la ecuación. Actualmente, el 90% de la producción de litio se encuentra ubicada en un solo país, China, lo que significa que las cadenas de suministro al resto del mundo tienen ahí una vulnerabilidad causada por las posibles disputas comerciales.
Precisamente las baterías creadas por GMG eliminan por completo este material. La compañía australiana no ha desarrollado esta tecnología de manera independiente, sino que fue ideada originalmente por la Universidad de Queensland. Las celdas utilizan nanotecnología para insertar átomos de aluminio dentro de pequeñas perforaciones realizadas en superficies planas de grafeno. Los resultados de las pruebas se han publicado en la revista Advanced Functional Materials.
Los resultados de las pruebas y su aplicación a la movilidad eléctrica
Los prototipos de este tipo de baterías, del tamaño de una pila de botón, han sido ensayados por el Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la Universidad de Queensland. Los resultados que se anuncian indican que la densidad de potencia gravimétrica que se obtiene es de alrededor de 7.000 W/kg. Esta cifra determina la rapidez con la que una celda puede cargarse y descargarse. En las baterías de litio actuales esta cantidad puede estar entre los 250 y los 700 W/kg. Para poner en contexto la cifra anunciada, las baterías de iones de aluminio estarían por debajo de los ultracondensadores, que alcanzan valores de 12.000-14.000 W/kg, aunque no se quedarían excesivamente lejos.
Mientras que la velocidad de carga alcanza cifras impresionantes, el hándicap está en la densidad de energía. Esta es de alrededor de 150-160 Wh/kg, que supone alrededor del 60% de lo que ofrecen las mejores baterías de litio actuales. Este parámetro ha sido durante mucho tiempo (y continúa siéndolo en muchos casos) el dato más importante de la hoja de especificaciones de las baterías de los vehículos eléctricos. Cuanto mayor sea la densidad de energía, mayor autonomía pueden homologar.
Sin embargo, el dato obtenido para la velocidad de carga puede hacer que los fabricantes se fijen en esta tecnología alternativa, puesto que ofrece otras ventajas que son clave en el contexto de la movilidad eléctrica. Según GMG, estas baterías se cargan tan rápido que, por ejemplo, un teléfono móvil podría completar su carga en un enchufe convencional en una horquilla que va de 1 a 5 minutos. Aplicado a un vehículo eléctrico, y a una carga rápida en corriente continua, el efecto de una menor autonomía podría compensarse perfectamente con el de unos tiempos de recarga mucho más cortos.
Otra ventaja que se añade es la durabilidad que puede llegar a ofrecer. En las pruebas de carga y descarga, las baterías se sometieron a 2.000 ciclos completos sin ningún deterioro aparente en el rendimiento, es decir, sin ninguna degradación en su capacidad energética.
Además, son extremadamente seguras, gracias a un excelente rendimiento térmico, puesto que no se produce calentamiento ni durante la carga ni durante la descarga, lo que reduce el potencial de incendios. Así lo asegura el director gerente de GMG, Craig Nicol, en una entrevista realizada por Forbes. ”En un vehículo, el 20% del peso de un paquete de baterías de iones de litio está relacionado con el sistema de enfriamiento”. Con lo que se sabe hasta ahora, “existe una gran posibilidad de que no necesitemos esa refrigeración o calefacción en absoluto”. En las pruebas realizadas los prototipos a pequeña escala no se sobrecalientan y además funcionan muy bien a temperaturas por debajo de cero. Por lo tanto es posible prescindir de los circuitos de climatización “que representan actualmente alrededor de 80 kilogramos de peso en un en un paquete de baterías de 100 kWh de capacidad”.
Otra manera de hacer números
Este hecho cambia los cálculos de autonomía ya que esta potencial reducción de peso influye sobre ella. En función de la densidad de potencia, una batería de iones de litio de 100 kWh y una batería de GMG ocuparían el mismo espacio. Sin embargo, al prescindir de los 80 kilogramos de peso del sistema de climatización, ese espacio podría ser ocupado por material activo, lo que llevaría a alcanzar los 72,8 kWh de capacidad, lo que reduce la brecha entre ambas.
Esta cantidad se traduce en una cifra de autonomía que elimina la ansiedad de rango y que además se compensa con la mayor velocidad de carga que puede ofrecer y el extra de durabilidad de la batería de iones de aluminio. Fuente: hibridosyelectricos