Aunque el crecimiento de los vehículos eléctricos con batería es actualmente exponencial, ya hay quien predice que el hidrógeno con pila de combustible puede ser la alternativa para un futuro inmediato. El profesor Maximilian Fichtner nos da algunas claves que nos despejarán las dudas para los próximos años.
Maximilian Fichtner, director del Helmholtz Institute Ulm para el almacenamiento de energía electroquímica, y uno de los más prestigiosos investigadores en el campo de las baterías, hizo un análisis durante el Congreso Go to Zero organizado por Volkswagen esta semana.
El análisis valoraba el papel de las actuales baterías para vehículos eléctricos y de las ventajas y desventajas con respecto a otras tecnologías incipientes como la del hidrógeno para automoción.
Avances en baterías. Eliminación del cobalto
En primer lugar Fichtner explicó que los avances en componentes para baterías están girando en torno al Litio Hierro Fosfato, con alto contenido en manganeso y libres de cobalto. El polémico cobalto ha sido uno de los componentes principales de la baterías, pero el porcentaje se fue reduciendo drásticamente hasta el 2,8% en las primeras baterías de Tesla en 2010, y está tendiendo a 0 en la fabricación de las nuevas celdas.
Se espera que en 2025 se haya eliminado prácticamente de todas las nuevas fabricaciones.
Se espera que en 2025 se haya eliminado el cobalto de prácticamente de todas las nuevas fabricaciones de baterías.
De hecho, Fichtner anunció un acuerdo de Volkswagen en la investigación de baterías con cátodo de litio fosfato (PO4) con la empresa china Gotion, con sede en California. Esta investigación elimina totalmente tanto el cobalto como el níquel, no tiene fugas térmicas y es capaz de tener hasta 10.000 ciclos de carga/descarga (más de 3 millones de kilómetros). Además, su rendimiento energético sería de más de 250 Wh/kg.
Consumo de agua en las baterías de litio-ion
Es evidente el gran consumo de agua en la producción de cualquier tipo de industria, y las baterías para vehículos eléctricos no lo son menos. Para la producción de una batería de 60kWh de capacidad (400km de autonomía urbana WLTP) se necesitan 6kg de litio, y para su producción se consumen alrededor de 4.000-5.000 litros de agua que se evaporan de la salmuera.
Aunque pueda parecer enorme, este consumo de agua es comparable al que tiene la producción de 250gr. de carne de ternera, medio pantalón vaquero, 30 tazas de café, o 10 aguacates.
Vehículos eléctricos con batería, o hidrógeno con pila de combustible
Con respecto al debate que se comienza a dar entre la tecnología de batería recargable para vehículos eléctricos y la tecnología de hidrógeno con pila de combustible, Fichtner esgrimió rendimientos del 70% para la primera frente al 18% del hidrógeno.
Según Fichtner, desde la generación de la energía eléctrica a través de un aerogenerador, el proceso de transporte, carga de la batería y conversión al motor eléctrico y las ruedas motrices, supone una pérdida del 30%, mientras que en el caso de la tecnología de pila de combustible, los procesos suponen una pérdida de entre el 82% y el 85% de la energía.
Esta pérdida en la transformación de la energía en hidrógeno y de nuevo en energía supondría un consumo de 1.000 TWh de energía para mover los 47 millones de vehículos en Alemania, frente a un consumo de unos 170 TWh en el caso de los vehículos eléctricos. Con la tecnología actual, el parque alemán consume en transporte unos 751 TWh de energía.
Infraestructura del Hidrógeno
Por el momento, el hidrógeno tiene algunos hándicaps que han de ser solucionados antes de que pueda ser un competidor de la batería de ion litio. Y es que, siempre según Fichtner, el abastecimiento de una estación de servicio con hidrógeno precisaría de hasta 5 camiones diarios para repostar a unos 300 vehículos.
Aunque el llenado del combustible tan sólo supone unos 5 minutos por vehículo, para el llenado del siguiente vehículo, se debe esperar entre 35-40 minutos para que el hidrógeno vuelva a comprimirse en la estación de servicio y pueda ser inyectado en el tanque del vehículo.
En cuanto al coste de la infraestructura, una estación de servicio de hidrógeno supone un coste de unos 2 millones de euros frente al millón que supone la instalación de una estación de servicio para vehículos eléctricos.
Para finalizar Fichtner hizo un rápido análisis de las ventajas de cada una de las tecnologías:
- Los vehículos eléctricos con batería son más seguros y tienen mejor eficiencia energética y coste, por lo que a día de hoy son la opción más interesante
- Los vehículos de hidrógeno con pila de combustible carecen de infraestructura, tienen un alto coste de producción, baja eficiencia energética y algunos riesgos.
- Los combustibles sintéticos pueden ser utilizados en la aviación pero son muy caros y no son económicamente viables para usuarios de vehículos.
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