Lamborghini y el MIT preparan ya el relevo de la batería LFP. Se llama TAQ y llevará el coche eléctrico a otro nivel

Un grupo de científicos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha creado un cátodo de batería utilizando materiales orgánicos, lo cual podría disminuir la dependencia de la industria de vehículos eléctricos de metales escasos.

En la actualidad, muchas baterías de vehículos eléctricos contienen cobalto, un metal asociado con elevados costes financieros -además de grandes fluctuaciones en el precio- y un preocupante impacto ambiental y social.

«Ya es competitivo con las tecnologías existentes y puede ahorrar muchos costes, molestias y problemas ambientales»

A consecuencia de ello, los investigadores del MIT han desarrollado un material para baterías que presenta una alternativa más sostenible para el almacenaje de energía en los automóviles eléctricos.

Esta novedosa batería de iones de litio emplea un cátodo compuesto de materiales orgánicos en lugar de depender de cobalto o níquel, lo que sin duda abre nuevas posibilidades para la industria en el futuro.

Limitaciones de las baterías NCM y LFP

Los vehículos eléctricos actuales utilizan baterías de iones de litio, que se recargan mediante el flujo de iones de litio formado entre un cátodo cargado positivamente y un ánodo cargado negativamente.

Aunque las baterías de iones de litio suelen contener cobalto en el cátodo, este metal presenta las desventajas significativas ya mencionadas. Debido a estas problemáticas, se han desarrollado alternativas a los cátodos de cobalto, como el fosfato de hierro y litio (LFP) y materiales orgánicos.

Aunque el LFP es utilizable, y de hecho está cada vez más presente en el mercado, ofrece una densidad energética inferior a la de las baterías de cobalto y níquel.

Por otro lado, los materiales orgánicos son atractivos, pero hasta ahora han planteado desafíos a la hora de igualar la conductividad, capacidad de almacenamiento y durabilidad de las baterías con cobalto.

Para paliar la baja conductividad de estos materiales, se incorporan aglutinantes, que representan al menos el 50 % del material total y afectan la capacidad de almacenamiento de la batería.

Así es la batería TAQ del MIT y Lamborghini

Hace aproximadamente seis años, el laboratorio de Mircea Dincă, profesor de Energía en el MIT, emprendió un proyecto financiado por Lamborghini para desarrollar una batería orgánica destinada a alimentar vehículos eléctricos.

Durante la investigación de materiales porosos, descubrieron un material completamente orgánico con fuerte capacidad conductora. El material consiste en múltiples capas de TAQ (bis-tetraaminobenzoquinona), una pequeña molécula orgánica con tres anillos hexagonales fusionados.

Estas capas forman una estructura similar al grafito (el material utilizado para el ánodo), con quinonas y aminas en su interior que contribuyen a la estabilidad y la insolubilidad del material. La insolubilidad es crucial, ya que evita la disolución en el electrolito de la batería, prolongando así su vida útil.

Por su parte, la presencia de enlaces de hidrógeno proporciona estabilidad al material, impidiendo la degradación al evitar la disolución en el electrolito. Gracias a esta característica, la batería puede superar los 2.000 ciclos de carga con una degradación mínima, afirman desde el MIT.

Con ese mismo fin y para mejorar la adhesión al colector de corriente hecho de cobre o de aluminio, también se añadieron materiales de relleno como celulosa y caucho. Estos rellenos, representando menos del 10 % del cátodo total, no afectan significativamente a la capacidad de almacenamiento y prolongan la vida útil al prevenir grietas durante la carga.

Otra ventaja es que los materiales principales para este cátodo, un precursor de quinona y un precursor de amina, ya están disponibles comercialmente. Por tanto, los costes estimados para ensamblar estas baterías orgánicas se sitúan entre un tercio y la mitad de las baterías de cobalto.

Resultados muy prometedores

Las pruebas del cátodo TAQ realizadas por el equipo de investigación han revelado que su conductividad y capacidad de almacenamiento son comparables a las de las baterías tradicionales con cobalto.

La batería TAQ permite, además, cargas y descargas más rápidas, acelerando potencialmente la velocidad de carga de los vehículos eléctricos.

«Creo que este material podría tener un gran impacto porque funciona muy bien», afirma Mircea Dincă. «Ya es competitivo con las tecnologías existentes y puede ahorrar muchos costes, molestias y problemas ambientales relacionados con la extracción de los metales que actualmente se utilizan en las baterías».

Lamborghini posee la licencia de la patente de esta tecnología. Mientras, el laboratorio de Dincă planea continuar desarrollando alternativas para baterías, explorando incluso la sustitución del litio por sodio o magnesio, opciones más económicas y abundantes.