WNecesitaremos extraer cantidades masivas de metales como cobalto y litio para electrificar los automóviles del mundo. Pero sería más fácil si las baterías de los coches no tuvieran que ser tan grandes.

Los fabricantes de automóviles que construyen la próxima generación de vehículos eléctricos (EV) están compitiendo en gran medida por la autonomía, colocando baterías grandes y potentes en sus automóviles para que puedan seguir funcionando entre cargas. Esto significa que se deben extraer y refinar más minerales para construir estos automóviles más grandes y, por lo tanto, un mayor impacto en el paisaje y la huella ecológica. La razón de todo esto es que las baterías de los vehículos eléctricos no se cargan muy rápido, por lo que se supone que la gente solo comprará coches que puedan conducir durante largos periodos sin el inconveniente de una larga parada de carga. Pero este paradigma podría cambiar pronto.

Un vehículo eléctrico típico tarda unos 30 minutos o más en cargarse con un cargador rápido de CC de alta potencia. Pero hoy los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania publicó un estudio En Naturaleza En particular, han desarrollado una batería EV que se puede cargar hasta aproximadamente el 70 % de su capacidad en unos 10 minutos. La tecnología puede funcionar para cualquier tamaño de batería, pero quizás su mayor beneficio es que permitirá a los fabricantes de automóviles vender vehículos eléctricos con baterías más pequeñas sin generar ansiedad en el consumidor. Cuanto más rápido se pueda cargar una batería, menos necesidad hay de paquetes de baterías grandes y de largo alcance, ya que detenerse para cargar es tan complicado como ir a la estación de servicio. Y los paquetes de baterías más pequeños también significan vehículos eléctricos más baratos.

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“Ahora, básicamente, puede utilizar muchas menos materias primas y ahorrar mucho [amount of] Las emisiones de CO2 de la fabricación de estas baterías”, dice Chao-Yang Wang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en Penn State y autor principal del estudio. También es el fundador y CTO de EC Power, una empresa de tecnología de baterías que trabajó con los investigadores en el estudio. La compañía está construyendo una fábrica en Pensilvania para comenzar a producir las baterías en masa; dicen que la tecnología estará disponible comercialmente en unos dos años.

Wang es una rareza en el mundo de la ingeniería de baterías: ha estado en el campo desde principios de la década de 1990 y ayudó a trabajar en el innovador EV1 de GM, y sus décadas de trabajo se han mencionado en cientos de otros estudios. Hace unos siete años, Wang y su equipo comenzaron a buscar cómo cargar las baterías más rápido. Probaron varios enfoques, incluidos métodos para modular la corriente eléctrica que alimenta la energía de la batería, pero finalmente descartaron esta opción.

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Otro método posible involucraba calor. Las baterías usan reacciones químicas para almacenar energía, y estas reacciones son sensibles a la temperatura. Cuando hace frío, esas reacciones se ralentizan, que es una de las razones de la gama EV. Podría sufrir en clima frío. Wang y su equipo comenzaron a hacer lo contrario para ver si al calentar los componentes esenciales a la temperatura adecuada (alrededor de 176 °F en sus últimos modelos) podían estimular estas reacciones para que funcionaran más rápido. Al final resultó que, el enfoque funcionó mejor de lo esperado. “El modelado fue simplemente increíble”, dice Wang.

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Tomó alrededor de un año y medio completar las simulaciones electroquímicas y térmicas para el enfoque del calor, para ver, por ejemplo, si calentar los componentes de la batería haría que se desgastaran más rápido. Hasta 2017 construyeron modelos de prueba. Su enfoque fue incrustar capas delgadas de lámina de níquel dentro de una batería, lo que podría calentar los componentes internos a la temperatura adecuada durante la carga y ayudarlos a absorber la electricidad de manera más eficiente, sin sobrecalentar la batería y crear un riesgo de incendio, por supuesto. “La tecnología de las baterías se está quedando atrás y el problema de la carga rápida ha sido un desafío durante mucho tiempo”, dice Wang. “Recién ahora estamos empezando a descifrar el código”.

escribir a Alejandro de la Garza a alejandro.delagarza@time.com.