En el proceso de popularización masiva de vehículos eléctricos (EV), el rendimiento y la vida útil de las baterías son factores clave restrictivos. Sin embargo, los investigadores de la UE están dedicados a desarrollar una tecnología innovadora que permita a las baterías detectar daños rápidamente y auto-repararse, trayendo un nuevo amanecer para el desarrollo de vehículos eléctricos.
Actualmente, las ventas de vehículos eléctricos en Europa están creciendo rápidamente, con un aumento del 20% en febrero comparado con el mismo período de 2024. Los vehículos eléctricos son significativos para la electrificación del transporte y la reducción de emisiones de carbono, pero enfrentan muchos desafíos. La mayoría de los vehículos eléctricos dependen de baterías de iones de litio, que son voluminosas, de estructura compleja, contienen decenas de kilogramos de metales preciosos como litio, níquel y cobre, y necesitan durar más de diez años para coincidir con la vida útil esperada del vehículo.
Para enfrentar este desafío, surgió el equipo de investigación "PHOENIX" financiado por la UE. El equipo busca desarrollar baterías auto-reparables para extender la vida útil de las baterías, mejorar la seguridad y reducir la demanda de metales nuevos para baterías. El científico de materiales del Instituto Fraunhofer de Silicatos (ISC) de Alemania, Ziegler, indicó que esta medida no solo extiende la vida útil de las baterías, sino que también reduce la huella de carbono y la demanda de recursos. En 2023, la UE identificó 34 materiales críticos, entre los que se encuentran metales para baterías como litio, níquel, cobre y cobalto.
El proyecto "PHOENIX", nombrado por el ave mítica que renace de sus cenizas, simboliza las expectativas de los investigadores de renacimiento y resurgimiento en la tecnología de baterías. Dado que la legislación de la UE requiere que todos los nuevos automóviles y furgonetas vendidos a partir de 2035 sean de cero emisiones para reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector del transporte, los vehículos eléctricos necesitan urgentemente mejores baterías.
Actualmente, científicos de Bélgica, Alemania, Italia, España y Suiza están colaborando en el diseño de sensores que detecten cambios de envejecimiento en baterías de iones de litio y activen la auto-reparación, con el objetivo de duplicar la vida útil de las baterías y, por ende, la de los vehículos eléctricos. Hoy en día, los sistemas de gestión de baterías (BMS) pueden monitorear el voltaje y la temperatura de las baterías para garantizar la seguridad, pero el rango de medición de los sensores es limitado. El equipo PHOENIX planea introducir sensores avanzados y activadores: algunos detectan la hinchazón de las baterías, otros generan mapas de calor, y algunos monitorean gases peligrosos, proporcionando un sistema de advertencia para la salud de la batería. Cuando el "cerebro" de la batería decida reparar, se activará el mecanismo de reparación, como comprimir la batería o aplicar calor para activar la auto-reparación interna, o utilizar campos magnéticos para descomponer dendritas y prevenir cortocircuitos y fallos.
Además, los investigadores de PHOENIX también están dedicados a mejorar el rango de conducción de los vehículos eléctricos y reducir el tamaño de las baterías. Están desarrollando la próxima generación de baterías con mayor densidad de energía, planeando reemplazar el grafito con silicio, pero el silicio tiene pobre estabilidad y se expande mucho en volumen durante la carga y descarga, por lo que las baterías necesitan tener capacidad para soportar o lograr auto-reparación.
En marzo de 2025, un nuevo lote de prototipos de sensores y activadores se ha desarrollado y enviado a socios para pruebas en paquetes de baterías. Sin embargo, instalar sensores en las baterías aumentará los costos, y el equipo se enfoca en determinar tecnologías que aporten beneficios suficientes para justificar su costo.
Independientemente de qué método prevalezca al final, hará que los vehículos eléctricos del futuro tengan una vida útil más larga, mayor distancia de conducción, baterías más seguras, compactas y con menor intensidad de recursos, y extender la vida útil de las baterías también reducirá la huella de carbono de los vehículos eléctricos, logrando una doble victoria para los consumidores y el medio ambiente. Ziegler suspiró: "Extender la vida útil de las baterías y desarrollar vehículos eléctricos es emocionante; lo clave es ensamblar todas las partes".
