Las agencias estadounidenses están gastando mucho en la búsqueda de un sustituto de iones de litio que alimente el futuro del ejército, el transporte y las energías renovables, sin depender de China. Pero, ¿es suficiente?
La batería de tu Tesla es muy distinta de la de un Humvee eléctrico diseñado para resistir explosiones en una zona de combate.
«No es aconsejable llevar un Tesla al campo de batalla», afirma Don Derosa, fundador de Eonix.
El gobierno federal ha concedido a Eonix, con sede en Knoxville, 5 millones de dólares desde su fundación en 2014, parte de los cuales se han destinado al desarrollo de una batería no inflamable para resolver este problema. Las primeras remesas de las nuevas pilas de Eonix se enviarán al gobierno a finales de este mes.
El Departamento de Defensa (DoD) las probará para utilizarlas en su vehículo eléctrico de combate de nueva generación, así como en baterías más pequeñas que alimentan el GPS, la radio y otros equipos. Los soldados llevan hasta 10 kilos de baterías en una mochila para determinadas misiones, según Breaking Defense, y la posibilidad de que exploten en climas inestables es un «problema bastante importante», afirma Derosa.
«En el Departamento de Defensa invertimos en tecnologías de baterías que el mercado comercial no puede o no quiere desarrollar, por ejemplo, aplicaciones para temperaturas ultrabajas, rendimiento extremadamente alto, vida útil extrema, potencia extremadamente alta y otras necesidades específicas de Defensa», explica Jeff Jurgensen, portavoz del Pentágono.
Eonix es una de las muchas empresas de tecnología de baterías que el gobierno de Estados Unidos está financiando en la carrera por encontrar una batería nueva y mejorada con características distintas de las tradicionales de ión-litio. Forma parte del ambicioso objetivo de revolucionar el suministro energético del país, desde los vehículos eléctricos hasta el almacenamiento de energías renovables.
«El ión-litio ha sido una química maravillosa», afirma Keith Norman, director de sostenibilidad de Lyten, que acaba de recibir una subvención de 4 millones de dólares del Departamento de Energía (DoE) por sus baterías de litio-azufre. «Permitió la electrificación, pero lleva 30 años en desarrollo y estamos en la cima de la curva en S de la tecnología, intentando exprimir cada vez más de ella y ya no queda mucho».
A la caza de nuevos materiales
Encontrar una química innovadora para las pilas es, en gran medida, un problema de la ciencia de los materiales. Introducir nuevos minerales y metales en los principales componentes de la pila, el cátodo, el ánodo y el electrolito que va entre ellos, da como resultado una pila con características únicas.
Eonix se centra en el electrolito y en encontrar una fórmula no inflamable que pueda incorporarse a las baterías utilizando los procesos de producción existentes. Gracias a una herramienta de IA llamada ATLAS que automatiza el proceso de descubrimiento de materiales, la empresa puede evaluar nuevos candidatos en cuestión de días en lugar de meses.
«Es el caso perfecto para el aprendizaje automático», afirma Derosa. «Somos capaces de ingerir catálogos químicos completos de los principales fabricantes y, a continuación, seleccionar compuestos computacionalmente para hacer la parte del científico de identificar cosas. Es decir, ciencia sin científicos».
Lyten se centra en el ánodo y el cátodo y lleva años desarrollando un material comercialmente viable para las baterías de litio-azufre. Tras un «gran avance tecnológico», dice Norman, la empresa encontró una fórmula ganadora que duplica la densidad energética y reduce la huella de carbono en un 70 %. En otras palabras, vehículos eléctricos de alto rendimiento y libres de culpa.
No es un cheque en blanco: Los límites de las subvenciones públicas
Lyten está empezando a construir su primera gigafactoría de litio y azufre, financiada en parte por esa subvención del DoE de 4 millones de dólares. Aunque pueda parecer una cantidad considerable, es una «gota en el mar» de lo que Lyten necesita para la fábrica.
«Normalmente, las necesidades de capital son mucho mayores de lo que los programas de subvenciones quieren dar», dice Norman. «Esta es la información que damos al gobierno con mucha regularidad».
Lyten también se ha encontrado en un punto ciego de financiación. Los programas gubernamentales de subvenciones tienden a centrarse en la investigación o en impulsar las instalaciones de fabricación existentes, no en la investigación que está lista para empezar a fabricar. «Hay un vacío en la financiación que el gobierno estadounidense no ha sabido resolver cuando las cosas empiezan a moverse» de una fase a otra, dice Norman.
Si todo va según lo previsto, Lyten empezará a probar sus packs en vehículos en los próximos años para producirlos en serie para el público en la década de 2030.
¿Patriotismo verde? Luchar por la independencia energética
Aunque las subvenciones del Gobierno están lejos de ser un cheque en blanco, hay un sentido de urgencia detrás de ellas. Estados Unidos depende actualmente de China para el suministro de baterías, lo que supone un riesgo de dependencia de un socio comercial inestable. Las baterías chinas van a parar a vehículos eléctricos estadounidenses, productos de almacenamiento de energía como el Powerwall de Tesla, pequeños aparatos electrónicos de consumo y otros.
«China ha invertido mucho aquí, establecieron una posición de liderazgo mundial como un movimiento estratégico que comenzó hace más de una década», dice Norman. «[El gobierno] necesita escalar la fabricación de baterías en EE.UU. lo más rápido posible».
El gobierno de Biden calificó el cuasi monopolio chino de problema de seguridad nacional y destinó miles de millones al desarrollo y fabricación de baterías de última generación a través de la Ley Bipartidista de Infraestructuras de 2021.
«Hacer inversiones garantiza que se cumplan los objetivos económicos y de seguridad nacional», dice Jurgensen del Pentágono, así como mantener «a Estados Unidos como líder mundial en tecnologías de baterías.»
La competencia con China ha dado lugar a una versión del siglo XXI de Estados Unidos luchando por la independencia, esta vez energética.
«Así es como Estados Unidos mantiene su ventaja innovadora, a través de programas como éste», afirma Josh Grehan, director de Helios Climate Ventures. «Si nos fijamos en dónde hemos visto el progreso y el cambio climático, las dos grandes áreas son las energías renovables, eólica y solar, y las baterías son la tecnología fundamental para ambas y la base sobre la que construiremos».
