La historia de La ciencia de las baterías está llena de cortocircuitos, explosiones y, ocasionalmente, historias de redención. Una de ellas es la historia de la batería de litio-hierro-fosfato.
LFP, como se le conoce, (la "F" se refiere al nombre latino del hierro) fue descubierto como un buen material para baterías en el laboratorio de John Goodenough de la Universidad de Texas. Fue (y es, a los 99 años) un legendario científico de baterías, mejor conocido por diseñar el cátodo, la estructura cristalina que atrapa y libera iones de litio a medida que la batería se carga y se usa, lo que condujo a la primera batería comercial de iones de litio en 1991. LFP, que apareció unos años después, parecía tener muchas ventajas sobre su predecesor. El cátodo era estable y duradero, y potencialmente adecuado para impulsar automóviles eléctricos. Y a diferencia del cátodo anterior de Goodenough, no dependía del cobalto, un metal relativamente caro, sino del hierro corriente.
Pero cuando Venkat Srinivasan comenzó a trabajar en LFP como posdoctorado a principios de la década de 2000, sus asesores le sugirieron que pensara en hacer otra cosa. “Dijeron, '¿Por qué te molestas con esto?'”, recuerda. A pesar de todas sus promesas, la LFP no parecía tener un futuro brillante. El gobierno estaba tratando de cultivar una industria de baterías LFP junto con un nuevo mercado para autos eléctricos, invirtiendo dinero en la causa. Pero los autos eléctricos no estaban despegando tan rápido como se esperaba, por lo que apenas había mercado para las baterías que los alimentaban. Mientras tanto, LFP estaba siendo superada por nuevas recetas de baterías que combinaban cobalto con níquel para acumular más energía.
Qué raro entonces que 20 años después la LFP esté en todas partes. Gracias, Elon Musk. Durante el año pasado, el CEO de Tesla anunció un cambio importante hacia la química de las baterías más antiguas, una necesidad, en gran parte, porque las baterías ahora tienen una demanda tan alta que la industria se dirige hacia un precipicio de suministro de materiales compuesto principalmente de níquel y cobalto. . El socio de Tesla en este esfuerzo es CATL, el fabricante masivo de baterías en China, donde la tecnología se atendió a lo largo de los años y floreció silenciosamente, mejorando hasta el punto de que las baterías LFP ahora pueden alimentar adecuadamente un sedán familiar. Como la mayoría de las principales químicas de cátodos que aún se utilizan en la actualidad, la batería se desarrolló en un laboratorio de EE. UU. o Europa, pero su futuro está directamente en China, que hoy fabrica el 90 por ciento de las celdas de batería LFP, según Benchmark Minerals. Para EE. UU., “LFP es una oportunidad perdida”, dice Srinivasan.
Srinivasan, quien ahora es director del Centro Colaborativo para la Ciencia del Almacenamiento de Energía del Laboratorio Nacional Argonne, lidera una iniciativa del gobierno de los EE. UU. destinada a evitar fallas similares. Llamado Li-Bridge, el programa se formó este otoño después de que la Administración Biden estableciera el objetivo de hacer que el 50 por ciento de las ventas de automóviles nuevos fueran eléctricos. La administración ha dicho que Estados Unidos está apostando demasiado a la tecnología de baterías que solo podría provenir del extranjero, particularmente de China. Los fabricantes de automóviles también temen una situación similar a la actual crisis de suministro de microchips, que los obliga a competir desesperadamente para estar al frente de la fila a medida que salen nuevos chips de la línea. “Lo último que quiero hacer es negociar con las naciones asiáticas para asegurar el suministro”, advirtió Robert Schilp, director de compras de vehículos eléctricos de Ford, en una conferencia el mes pasado. “Tenemos que traerlo aquí”. De lo contrario, eso significa que los fabricantes de automóviles de EE. UU. pueden terminar vendiendo menos vehículos eléctricos de los que los clientes quieren.
Hay señales de que la industria de las baterías está prestando atención a su propia advertencia. El mes pasado, GM y Posco Chemicals, una empresa coreana de materiales catódicos, anunciaron planes para una fábrica estadounidense que produzca materiales catódicos. En Europa, donde la industria de las baterías no está muy por delante, Volkswagen se ha asociado con la empresa de materiales belga Umicore. En septiembre, Redwood Materials, una empresa quizás mejor conocida por el reciclaje de materiales para baterías, anunció que también estaba entrando en el negocio de la fabricación de cátodos con planes para construir una fábrica en EE. UU. que producirá suficientes cátodos para 5 millones de vehículos eléctricos para 2030. Es un comienzo, Srinivasan dice: “Por cada anuncio que se hace, eso es fantástico. Ahora solo necesitamos 20 más de ellos”.
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