Y. Shirley Meng, professor of molecular engineering, University of Chicago’s Pritzker School of Molecular EngineeringLa tecnología de las baterías se considera cada vez más como la clave de la transición energética. A medida que la sociedad busca poner fin a su dependencia de los combustibles fósiles, las baterías ofrecen la alternativa más viable para todo, desde la descarbonización del transporte y los procesos industriales hasta la aportación de soluciones de respaldo y almacenamiento para la generación de energías renovables.

Si bien la tecnología de las baterías nunca ha estado tan de moda, también está experimentando considerables problemas de desarrollo.

"Los mayores desafíos están causados por dos grandes carencias: la falta de materias primas, que provoca problemas en la cadena de suministro y la escasez de recursos", afirma la profesora Y. Shirley Meng, quien añade que, hace unos años, nadie podía predecir la rapidez con la que iba a crecer el sector de las baterías.

"La COVID-19 ha sido una importante llamada de atención, recordándonos que necesitamos una cadena de suministro más sólida", continúa. "Antes de la pandemia, dependíamos mucho de Asia para el suministro de baterías, mientras que ahora las empresas occidentales se afanan en averiguar dónde construir plantas y cómo asegurar el suministro de material".

El acceso a las energías renovables es la clave del éxito.

Sin embargo, como señala Meng, una batería es tan ecológica como la red que la alimenta.

Para que la tecnología de las baterías sea sostenible, debe encontrarse donde están los electrones ecológicos,

"Para que la tecnología de las baterías sea sostenible, debe encontrarse donde están los electrones ecológicos", afirma. "Si cargas tu coche en una red que no incluye mucha energía renovable, la batería no está contribuyendo a reducir la huella de carbono del planeta".

A medida que aumenta la demanda de baterías, Meng subraya la importancia de la construcción de fábricas en los emplazamientos adecuados y de la expansión del acceso a las energías renovables.

"La producción de baterías tiene que llevarse a cabo en lugares donde la electrificación y las energías renovables se encuentren fácilmente disponibles", afirma.

Esta necesidad se extiende a procesos industriales clave como el calentamiento, que podría ser mucho más eficiente y sostenible mediante el uso de soluciones de calentamiento eléctrico.

Calentamiento eléctrico para una mayor eficiencia

"Esto es especialmente relevante en la producción de cátodos, donde se requieren temperaturas extremadamente altas para calentar los precursores y así obtener los materiales de los cátodos", explica Meng. "El uso de métodos de calentamiento ineficientes se traduce en más emisiones durante los procesos de fabricación".

Otro problema es la falta de materias primas básicas para la fabricación de baterías, como el níquel, el cobalto y el cobre. Una de las soluciones es buscar formas de modernizar y aumentar la eficiencia de las empresas mineras y de las refinerías de litio, mientras que otra es buscar alternativas a las baterías de iones de litio.

Tecnologías para las baterías de nueva generación

Actualmente se están estudiando varias alternativas para las baterías de nueva generación. Según Meng, entre las más prometedoras se encuentran las baterías de metal-litio, las de estado sólido y las de iones de sodio.

"Las baterías de litio-metal cuentan con el potencial de aumentar la densidad energética y, por tanto, podrían desbloquear el desarrollo de inventos como los coches voladores", afirma. "Las baterías de estado sólido son mucho más seguras, pero también mucho más costosas de producir. La tecnología de las baterías de iones de sodio aún está en pañales, pero puede resultar muy prometedora porque el sodio se puede obtener fácilmente".

Las baterías deben estar diseñadas para su reciclaje

Otra forma de reducir la presión sobre la cadena de suministro existente es la de encontrar medios más eficientes para reciclar las baterías de iones de litio.

"En la actualidad sólo se recicla alrededor del 20 % de las baterías de iones de litio, por lo que tenemos que empezar a plantearnos cómo se pueden reutilizar los distintos elementos", afirma Meng. "Se trata de un producto que debería estar diseñado para su reciclaje desde el principio. Necesitamos que los paquetes de baterías circulen por el planeta indefinidamente y no que se arrojen a los vertederos".

Cien veces más capacidad

De cara al futuro, Meng hace hincapié en la importancia de desarrollar lo que denomina una industria de baterías saludable.

"Para hacer avanzar la transición energética en el mundo necesitamos un par de cientos de Teravatios-hora, lo que supone al menos cien veces más capacidad de la que tenemos hoy", afirma, y añade que esta capacidad ha de crecer de algún modo sin agotar nuestros recursos naturales ni sacrificar el planeta.

"Tenemos que reflexionar sobre cómo llevar a cabo la minería, dónde hacerla y cómo llevar a cabo el reciclaje", afirma Meng. "Esto requiere una planificación y una cuidadosa atención a la distribución de los elementos. Me encantaría que los nuevos productores de baterías se ubicasen en lugares con fácil acceso a las fuentes renovables y que estudiasen las posibles alternativas al litio de cara al futuro".