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La debilidad de los autos electricos son sus baterías

auto-electricoVisite un enclave pudiente en California como La Jolla o uno supertecnológico como Mountain View y estará asomándose al futuro. Al futuro del automóvil, queremos decir.

Uno de cada dos automóviles que se ven en la calle es un Tesla, un Nissan Leaf, un Toyota Prius o alguno similar. Los vehículos híbridos y eléctricos se entremezclan perfectamente con el tráfico regular y muchos negocios, centros comerciales y hogares tienen instalados puntos de carga.

Si los fabricantes de carros eléctricos logran abrir sus horizontes este es el futuro que tendremos en algún momento. Y están poniendo mucho dinero para que eso sea una realidad. La pregunta es: ¿es fácil extender las demandas de ciudades pequeñas a todo un país?

En California, la empresa Tesla Motors de Elon Musk presentó hace poco sus planes para instalar una enorme fábrica de baterías en un lugar sin especificar del sudoeste de Estados Unidos (que es objeto de un animado debate). Se calcula que esta llamada “gigafactoría” costará US$5.000 millones y fabricaría baterías de iones de litio de 500.000 autos para 2020, lo que supone que hará cada año lo mismo que se produjo en todo el mundo en 2013.

Pero algunos creen que el plan de Tesla será obsoleto para cuando la fábrica esté en funcionamiento. Phil Gott, director ejecutivo de planificación de IHS Automotive, cree que el ambicioso plan de Tesla es “posiblemente prematuro”. Se están desarrollando nuevas tecnologías para solucionar lo que los expertos dicen que es uno de los mayores factores limitantes para los vehículos eléctricos.

El problema que afrontan estos coches es que las baterías son grandes y pesadas y por eso solo se pueden instalar un número limitado. El Tesla Model S, por ejemplo, tiene un kit de baterías de aproximadamente 2 metros de longitud por 1,2 metros de ancho, que se instala de manera horizontal en el suelo.

auto-electrico-cargaEn el mejor de los modelos, esto da una autonomía de unos 482 km. El Nissan Leaf logra unos 128 km. Además de eso, la carga es un proceso mucho más lento que simplemente llenar el depósito de gasolina.

Entonces, ¿cómo se pueden fabricar baterías mejores? La batería más básica contiene un electrodo positivo y otro negativo, un separador y un electrolito. Los electrodos pueden ser de muchos materiales diferentes y las distintas combinaciones de materiales permiten que se almacene distinta cantidad de energía. Sin embargo, la vida de la batería y las características de seguridad cambian según cambian los materiales, así que siempre es necesario llegar a un acuerdo.

Las baterías de iones de litio son populares, pero han estado involucradas en incendios de aviones y su transporte está restringido. Cualquier elemento más reactivo o inestable podría ser peligroso. Sin embargo, dar con la combinación correcta podría dar enormes beneficios.

Los últimos avances son parte de una larga línea de mejoras en la que se trabaja desde hace décadas. Primero había baterías de plomo-ácido, del tipo que todavía se utiliza comúnmente en los automóviles; estas son enormes.

Después, quizá recuerde las baterías NiCad (níquel-cadmio). Eran las baterías recargables que anunciaban una nueva era de tecnología portátil: computadoras, teléfonos y similares, al igual que los coches a control remoto de nuestra infancia.

Luego vinieron las baterías NiMH (níquel hidruro metálico) con aproximadamente el doble de capacidad o densidad de energía. Ahora, los dispositivos modernos y los automóviles eléctricos están impulsados por baterías Li-ion o iones de litio.

Y preparémonos para que la tecnología de las baterías tenga nombres cada vez más complicados: LiNiMnCo (óxidos de litio-níquel-manganeso-cobalto), por ejemplo. Estos materiales tienen propiedades complejas y el trabajo actual es averiguar no solo por qué funcionan estos materiales, sino también cómo funcionan exactamente: la física básica de los electrones que se mueven alrededor de estos materiales.

“En Argonne estamos trabajando con materiales que pueden duplicar la densidad actual de energía disponible para baterías”, dice Daniel Abraham, científico de materiales del Laboratorio Nacional de Argonne, en las afueras de Chicago, EE. UU. “Nosotros soñamos o imaginamos los tipos de materiales con los que nos gustaría trabajar y después intentamos sintetizar los materiales en el laboratorio”.

Actualmente, las baterías que más interesan son de litio-aire, o más apropiadamente, litio-oxígeno, además de baterías de litio-azufre. Las baterías de litio-oxígeno, si se logra que funcionen bajo todas las condiciones, serán una mejora exponencial respecto las baterías actuales de iones de litio. “En este momento es un campo muy activo”, comenta Abraham.

En efecto, Volkswagen hace poco dio a entender que está investigando las baterías de litio-aire. No han revelado qué combinación precisa de químicos y materiales están utilizando, ya que continúa el trabajo de desarrollo. Los ingenieros de la compañía ni siquiera dirán si la tecnología fue probada en carros o si está todavía en una fase de “banco de pruebas de laboratorio”.

Pero aunque la tecnología tiene un potencial revolucionario, los desafíos técnicos de fabricar una batería de litio-aire que funcione de forma regular, fiable y segura, y más que nada durante periodos extensos, son grandes. Hasta ahora, se ha demostrado que los electrodos son inestables.

Sin embargo, los laboratorios de todo el mundo están trabajando en el problema intentando superar las desventajas. La esperanza es que el mayor énfasis en estas tecnologías “más allá de los iones de litio” asegurará un progreso más rápido en su desarrollo, y a largo plazo lograrán que los coches sean más rápidos y puedan viajar más lejos.

Fuente: [BBC Mundo]

 

¿Los autos eléctricos son menos contaminantes?

auto electrico

Los gobiernos ven los autos eléctricos como una parte importante de sus planes para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en la atmósfera y su impacto en el calentamiento global.

Sin embargo, algunos científicos cuestionan que este tipo de vehículos sean tan ecológicos como se los pinta.

Un reciente estudio llevado a cabo por científicos noruegos descubrió que en algunas circunstancias los autos eléctricos pueden tener un impacto incluso mayor en el calentamiento global que un vehículo convencional.

Baterías de litio

Gillaume Majeau-Bettez, uno de los autores de este trabajo en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, admite que quedó sorprendido y defraudado con los resultados.

“El auto eléctrico tiene un gran potencial para mejorar, pero lo que al final lo conducirá al éxito o al fracaso desde un punto de vista ambiental es cuán limpia es nuestra red eléctrica, tanto para la electricidad que usas para conducir tu auto como para la que se usa para producir el auto”, explica.

Para hacer el estudio, los investigadores analizaron el impacto que la producción y funcionamiento de los autos eléctricos tiene en el calentamiento global, tras circular 150.000 km. Luego compararon estos datos con la producción y funcionamiento de los autos convencionales.

Uno de sus hallazgos fue que la enegía empleada para fabricar masivamente los vehículos eléctricos suponía que algunos autos tenían el doble de impacto sobre el calentamiento global que los convencionales.

Esto, dicen, se debe principalmente a la energía y los materiales necesarios para fabricar las baterías de iones de litio.

Electricidad más contaminante

Sin embargo, aseguran que todo depende de cómo se genera la electricidad en el país donde se conduce el auto. Incluso puede depender de a qué hora del día se cargan las baterías, porque la electricidad nocturna es menos dependiente del carbón.

En 2012, en países como Reino Unido, la generación eléctrica a partir de carbón aumentó en un 40%, debido al incremento de precios del gas usado también para generar energía.

La electricidad a partir de carbón, que es la forma más contaminante de producir energía, reduce drásticamente las ventajas de los autos eléctricos. Por ejemplo, como China genera casi toda su energía con carbón, el análisis de los autos eléctricos en el gigante asiático mostró que eran muchísimo más contaminantes que los autos a gasolina.

No obstante, en países como Noruega, donde gran parte de la energía es producida por centrales hidroeléctricas, los autos eléctricos tuvieron menos impacto ambiental que los normales.

“Para la media de generación eléctrica en Europa, si usas un auto por 150.000 km puedes esperar una mejora de un 25% (en impacto global) respecto a un vehículo con gasolina”, apunta.

El debate

Estos resultados les añaden un dilema más a todos aquellos consumidores que evalúan si cambiarse o no a los autos eléctricos.

Aparte de cuestionamientos sobre su conducción o si uno podrá alcanzar su destino sin tener que cambiar batería, los beneficios ambientales no están siempre del todo claros.

Cierto es que algunas investigaciones deben mirarse con más detenimiento, ya que algunas empresas petroleras han sido acusadas de financiar reportes seudocientíficos para desprestigiar a los autos eléctricos.

Aunque el estudio noruego ha sido criticado por algunos, alegando que existen vínculos entre la universidad y la petrolera Statoil, el equipo detrás de la investigación insiste en que ningún dinero procedente de la firma se usó para financiar el trabajo.

Además, los científicos publicaron en internet los datos del estudio.

“Queremos que la gente elija con los ojos abiertos, conociendo las ventajas, dice Majeau-Bettez. “Se han dado gran cantidad de malinterpretaciones a ambos lados del debate. No existe nada que sea cero emisiones, ya sea un vehículo o un edificio”.

“Todo tiene emisiones, pero a veces se dan lejos del usuario”.

Fuente: [BBC Mundo]