Las baterías que pusieron los carros eléctricos a la mitad de precio
Dos carros eléctricos que salieron al mercado en 2024 funcionan con baterías de sodio, una tecnología que le plantó competencia al mineral que había dominado este mercado durante los últimos 30 años. ¿Dejaremos de lado el litio por las nuevas baterías de sodio?
Andrés Mauricio Díaz Páez
A finales de 2023, la compañía automotriz china BYD anunció que pondría en el mercado un nuevo carro eléctrico, llamado Seagull, a un precio cercano a los US$11.000, lo que equivale a unos $44.000.000. Se trata de un carro que podría recorrer 400 kilómetros (km) antes de acabar su carga. Otras marcas, en modelos similares, logran trayectos de 300 km por precios cercanos a los $100.000.000.
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¿Cómo logró esta empresa tener un carro con esas características a menos de la mitad del precio de sus competidores? La respuesta está en una tecnología que empezó a desarrollarse hace varias décadas, pero que hasta hace cuatro años empezó a abrirse paso como una alternativa en la industria energética: las baterías de sodio.
En 2024 podría posicionarse como una alternativa no solo en la industria de los carros eléctricos, también en el transporte de carga, como respaldo energético para grandes industrias y para el almacenamiento de energía renovables. Además de su precio, se trata de una tecnología que podría generar un menor impacto ambiental y que puede ser más fácil de obtener. ¿Es, entonces, el fin de las tradicionales baterías de litio?
La nueva competencia de las baterías de litio
Desconectar el celular del cargador en las mañanas con la batería al 100 %, utilizar audífonos inalámbricos, computadores portátiles, bicicletas eléctricas o cigarrillos electrónicos: todo esto se hace gracias a las baterías de litio.
Las inventaron entre 1972 y 1990, yendo desde la idea inicial de utilizar litio para producir baterías, hasta la producción en masa de la primera cámara de vídeo que las tuvo. Desde entonces, pocos productos eléctricos recargables han optado por una tecnología diferente.
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El litio es un mineral ligero y que permite almacenar altas cantidades de energía en espacios pequeños, explica Álvaro Zambrano, magíster en Ingeniería Eléctrica e investigador de la Universidad Nacional. Esto permite su uso en productos portátiles pequeños, como los celulares. Además, la ciencia ha permitido que estas baterías hoy “cuenten con alrededor de 3.500 ciclos de carga, que es la cantidad de veces que se puede utilizar el 100 % de su energía antes de que termine su vida útil” y tienen tecnologías como la carga rápida, que permite que alcancen el 50 u 80 % de su capacidad en menos de una hora.
A pesar de sus bondades, la investigación para encontrar otros materiales para hacer baterías recargables nunca se detuvo, pues siempre ha existido un problema: el litio es escaso. Solo entre Australia, Chile y China se concentró el 91 % de la producción mundial en 2022, de acuerdo con el Servicio Geológico de los Estados Unidos.
A esto se suma que, para funcionar, necesita de otros minerales que ayuden a conducir la energía. “Las baterías de iones de litio más eficientes usan cobalto y níquel en sus electrodos, pero ambos materiales son escasos y su extracción causa daños ambientales”, apunta Arturo Squella, Ph. D. en Química de la Universidad de Huelva, España, y docente de la Universidad de Chile. Estos, además, hacen parte de los minerales que tiene en la mira la minería en el fondo marino, sobre la que existen amplias dudas por su impacto ambiental.
“Ahí es donde aparece el sodio”, sostiene Zambrano. También es un metal alcalino que se viene estudiando para la fabricación de baterías desde la década de los 90, cuando se empezó a comercializar el litio. La diferencia es que este es el sexto mineral más abundante en el mundo y su extracción genera un impacto menor que la del litio. Para conducir la energía, “las baterías de sodio pueden usar electrodos de hierro y manganeso, materiales abundantes y sin controversias”, dice Squella.
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Esto hace que producir baterías de sodio sea más barato que producir las de litio. Pero, esa no es su única ventaja. El carro eléctrico de BYD, por ejemplo, promete una carga de 0 al 80 % de la batería en 30 minutos, una capacidad de carga más rápida que la que ofrecen algunos competidores que usan baterías de litio.
Otro aspecto, destaca Zambrano, es el rango de temperatura en el que funcionan. El investigador estima que, “mientras una de litio tiene un funcionamiento óptimo entre los 15 y los 35 °C, las de sodio pueden trabajar en un rango aproximado entre 20 y 60 °C”. Esto reduce el riesgo de que se presenten accidentes o fallas en el funcionamiento. También, el litio es un material más inflamable, por lo que requiere más cuidados en su tratamiento.
Esos beneficios han llevado a que, por ejemplo, a inicios de 2024 BYD comenzara a construir una fábrica con la que espera producir un millón de baterías de sodio al año para sus carros. Por ahora, la compañía Farasis Energy, también china, es quien suministra las baterías a BYD y a otras empresas que están produciendo este tipo de carros, como Jiangling Motors Group (JMC).
En Colombia hay zonas de explotación de sodio que ya exportan y que podrían nutrir esta industria, como en La Guajira o en municipios de Cundinamarca como Zipaquirá y Nemocón. Sin embargo, el país no tiene una industria de producción de baterías, por lo que solo serviría como proveedor de materia prima.
Las desventajas de las baterías de sodio
Ante un panorama así, podría pensarse que el nuevo competidor del litio seguramente lo destronará de su dominio en la industria de las baterías. Pero el sodio también tiene algunas desventajas.
La primera es que las baterías de sodio, como explica Squella, “necesitan más volumen que las de litio para producir la misma cantidad de energía”. Por eso son un gran competidor cuando se trata de baterías grandes, como las de los carros o las que se usan para almacenar energía en parques de energía solar. Pero, por ahora, no están cerca de competirle al litio en productos como los celulares, los computadores o los audífonos inalámbricos.
Otra desventaja es que con el sodio apenas se están logrando baterías con una vida útil de entre 800 y 1000 ciclos de carga, según Zambrano. “Ahí surge una discusión: son más baratas, pero las tengo que reemplazar más seguido a las de litio, que me ofrecen más ciclos de carga”, añade.
Para Squella es claro que “las baterías de sodio nunca van a reemplazar todas las aplicaciones que tienen las de litio, pero sí serán una alternativa elegible en varios productos”. Por ahora, es un mercado que está centrado principalmente en los carros, pero que, dice Zambrano, “está en constante investigación y podría ampliarse a otras aplicaciones”.
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A finales de 2023, la compañía automotriz china BYD anunció que pondría en el mercado un nuevo carro eléctrico, llamado Seagull, a un precio cercano a los US$11.000, lo que equivale a unos $44.000.000. Se trata de un carro que podría recorrer 400 kilómetros (km) antes de acabar su carga. Otras marcas, en modelos similares, logran trayectos de 300 km por precios cercanos a los $100.000.000.
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¿Cómo logró esta empresa tener un carro con esas características a menos de la mitad del precio de sus competidores? La respuesta está en una tecnología que empezó a desarrollarse hace varias décadas, pero que hasta hace cuatro años empezó a abrirse paso como una alternativa en la industria energética: las baterías de sodio.
En 2024 podría posicionarse como una alternativa no solo en la industria de los carros eléctricos, también en el transporte de carga, como respaldo energético para grandes industrias y para el almacenamiento de energía renovables. Además de su precio, se trata de una tecnología que podría generar un menor impacto ambiental y que puede ser más fácil de obtener. ¿Es, entonces, el fin de las tradicionales baterías de litio?
La nueva competencia de las baterías de litio
Desconectar el celular del cargador en las mañanas con la batería al 100 %, utilizar audífonos inalámbricos, computadores portátiles, bicicletas eléctricas o cigarrillos electrónicos: todo esto se hace gracias a las baterías de litio.
Las inventaron entre 1972 y 1990, yendo desde la idea inicial de utilizar litio para producir baterías, hasta la producción en masa de la primera cámara de vídeo que las tuvo. Desde entonces, pocos productos eléctricos recargables han optado por una tecnología diferente.
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El litio es un mineral ligero y que permite almacenar altas cantidades de energía en espacios pequeños, explica Álvaro Zambrano, magíster en Ingeniería Eléctrica e investigador de la Universidad Nacional. Esto permite su uso en productos portátiles pequeños, como los celulares. Además, la ciencia ha permitido que estas baterías hoy “cuenten con alrededor de 3.500 ciclos de carga, que es la cantidad de veces que se puede utilizar el 100 % de su energía antes de que termine su vida útil” y tienen tecnologías como la carga rápida, que permite que alcancen el 50 u 80 % de su capacidad en menos de una hora.
A pesar de sus bondades, la investigación para encontrar otros materiales para hacer baterías recargables nunca se detuvo, pues siempre ha existido un problema: el litio es escaso. Solo entre Australia, Chile y China se concentró el 91 % de la producción mundial en 2022, de acuerdo con el Servicio Geológico de los Estados Unidos.
A esto se suma que, para funcionar, necesita de otros minerales que ayuden a conducir la energía. “Las baterías de iones de litio más eficientes usan cobalto y níquel en sus electrodos, pero ambos materiales son escasos y su extracción causa daños ambientales”, apunta Arturo Squella, Ph. D. en Química de la Universidad de Huelva, España, y docente de la Universidad de Chile. Estos, además, hacen parte de los minerales que tiene en la mira la minería en el fondo marino, sobre la que existen amplias dudas por su impacto ambiental.
“Ahí es donde aparece el sodio”, sostiene Zambrano. También es un metal alcalino que se viene estudiando para la fabricación de baterías desde la década de los 90, cuando se empezó a comercializar el litio. La diferencia es que este es el sexto mineral más abundante en el mundo y su extracción genera un impacto menor que la del litio. Para conducir la energía, “las baterías de sodio pueden usar electrodos de hierro y manganeso, materiales abundantes y sin controversias”, dice Squella.
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Esto hace que producir baterías de sodio sea más barato que producir las de litio. Pero, esa no es su única ventaja. El carro eléctrico de BYD, por ejemplo, promete una carga de 0 al 80 % de la batería en 30 minutos, una capacidad de carga más rápida que la que ofrecen algunos competidores que usan baterías de litio.
Otro aspecto, destaca Zambrano, es el rango de temperatura en el que funcionan. El investigador estima que, “mientras una de litio tiene un funcionamiento óptimo entre los 15 y los 35 °C, las de sodio pueden trabajar en un rango aproximado entre 20 y 60 °C”. Esto reduce el riesgo de que se presenten accidentes o fallas en el funcionamiento. También, el litio es un material más inflamable, por lo que requiere más cuidados en su tratamiento.
Esos beneficios han llevado a que, por ejemplo, a inicios de 2024 BYD comenzara a construir una fábrica con la que espera producir un millón de baterías de sodio al año para sus carros. Por ahora, la compañía Farasis Energy, también china, es quien suministra las baterías a BYD y a otras empresas que están produciendo este tipo de carros, como Jiangling Motors Group (JMC).
En Colombia hay zonas de explotación de sodio que ya exportan y que podrían nutrir esta industria, como en La Guajira o en municipios de Cundinamarca como Zipaquirá y Nemocón. Sin embargo, el país no tiene una industria de producción de baterías, por lo que solo serviría como proveedor de materia prima.
Las desventajas de las baterías de sodio
Ante un panorama así, podría pensarse que el nuevo competidor del litio seguramente lo destronará de su dominio en la industria de las baterías. Pero el sodio también tiene algunas desventajas.
La primera es que las baterías de sodio, como explica Squella, “necesitan más volumen que las de litio para producir la misma cantidad de energía”. Por eso son un gran competidor cuando se trata de baterías grandes, como las de los carros o las que se usan para almacenar energía en parques de energía solar. Pero, por ahora, no están cerca de competirle al litio en productos como los celulares, los computadores o los audífonos inalámbricos.
Otra desventaja es que con el sodio apenas se están logrando baterías con una vida útil de entre 800 y 1000 ciclos de carga, según Zambrano. “Ahí surge una discusión: son más baratas, pero las tengo que reemplazar más seguido a las de litio, que me ofrecen más ciclos de carga”, añade.
Para Squella es claro que “las baterías de sodio nunca van a reemplazar todas las aplicaciones que tienen las de litio, pero sí serán una alternativa elegible en varios productos”. Por ahora, es un mercado que está centrado principalmente en los carros, pero que, dice Zambrano, “está en constante investigación y podría ampliarse a otras aplicaciones”.
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