LAS BATERÍAS DE ESTADO SÓLIDO

La evolución de la náutica de recreo tiende, al igual que otros sistemas de movilidad, a una mayor electrificación. La evolución de las baterías aplicadas a la movilidad están avanzando principalmente de mano de la electrificación de los automóviles y de los vehículos de movilidad personal (VMP), bicicletas y patinetes principalmente.

Poco a poco estos avances han llegado a los motores náuticos para sustituir primero los de pequeña cilindrada. Muchos barcos de recreo ya llevan fueraborda eléctricos, y los motores de proa suelen ser eléctricos.

Motor fueraborda eléctrico Spirit 3CV (1Kw)

También se están realizando prototipos de barcos movidos principalmente por electricidad. Muchos recordamos “La Perla Negra” de Burlakov amarrado en el puerto de Tarragona. La principal innovación del proyecto es la integración de los paneles solares flexibles dentro del tejido de las velas, según Burlakov. Es más, el yate está dotado también de rotores que generan la energía hídrica del agua desplazada durante el movimiento.

The Black Pearl

El catamarán Turanor  fue en 2010 el primero en dar la vuelta al mundo con energía solar. Actualmente hay astilleros especializados en fabricación de barcos eléctricos. Ver Web barcos eléctricos 

Turanor

Y mención aparte merecen los submarinos cuyo principal medio de propulsión es la electricidad, bien generada por sistemas convencionales, generadores nucleares  o AIP (sistemas de generación anaeróbica)

La evolución de los barcos y vehículos eléctricos depende fundamentalmente de la eficiencia y seguridad de las baterías y de la capacidad y rapidez de los sistemas de carga.

Aquí vamos a comentar uno de los elementos que últimamente está levantando más polémica principalmente entre los automóviles y VMP, como son las baterías.

Una batería es un dispositivo que permite acumular energía. Su funcionamiento se basa en la conversión de la energía química almacenada en eléctrica. Una batería tiene tres elementos: un electrodo positivo o ánodo; un electrodo negativo o cátodo; y un electrólito que permite que los iones se muevan entre los electrodos. Los electrodos están separados por un material separador. Este electrólito es un líquido o gel de carácter acido y fácilmente inflamable. Una batería está compuesta por un conjunto de celdas. Por eso comúnmente se le llama pila.

Hasta principios de los años 50 o 60 del siglo XX la mayoría de las baterías eran de plomo ácido (baterías húmedas). Eran baterías que necesitaban mantenimiento pues había que ir reponiendo periódicamente con agua destilada la evaporada en el ácido sulfúrico.

Posteriormente surgieron las baterías sin mantenimiento donde el ácido era sustituido por un gel, también con características ácidas por lo que es corrosivo. Estas baterías de níquel-hierro y níquel-cadmio eran poco eficientes, lentas de cargar y se descargaban fácilmente. Además estas últimas al llevar cadmio eran muy contaminantes.

Las baterías de niquel-metal hidruro sustituyeron el cadmio por un cátodo de hidruro metálico por lo que además de ser mas baratas no contaminan tanto y no tienen tanto efecto memoria.

Las baterías de litio suelen emplear como electrólito una solución de sales de litio encargada de transmitir los iones entre los polos. Luego el electrólito es líquido o gel que facilita el desplazamiento de los iones, con los peligros que eso lleva al ser inflamable.

Estas dos últimas son las que mas se emplean actualmente siendo la tendencia a utilizar baterías de litio, aunque algunos fabricantes como Toyota todavía utiliza, en algunos modelos de vehículos híbridos, baterías de metal-hidruro modificadas de alto rendimiento y seguridad, a la vez que es uno de los principales investigadores en baterías de estado sólido.

Y es aquí cuando entramos en el problema de la seguridad. En general, aunque los fabricantes garantizan una gran seguridad esta no es al 100% ya que se han dado casos de incendiarse  e incluso de explotar las baterías. En algunos sitios se han tomado medidas prohibiendo el embarque de vehículos eléctricos en los ferris. (Ver noticia) o en los transportes urbanos. El Metro de Madrid continuamente recuerda por megafonía la prohibición de embarque con patinetes en sus vagones.

Los principales problemas de las baterías actuales son:

• La relación peso y tamaño con la capacidad de carga. Son muy pesadas y grandes.
• La lentitud en la carga. Mucho tiempo para llegar a un 80% o 100% de su carga
• La seguridad.  Se dan múltiples casos de incendio y explosión
• El precio, ya que los materiales con con los que están fabricadas son caros y en muchos casos monopolios de unos pocos países.

Las futuras baterías de estado sólido sustituirán ese líquido por un elemento sólido de metal de litio, óxidos cerámicos o vidrios de sulfuro que cumplirá con la misma función, pero con muchas más ventajas. Entre ellas:

• Menor tamaño ya que la separación de los electrodos será mas delgada y no necesitaran separador.
• Mayor capacidad ya al tener menos separación entre electrodos las celdas son más delgadas y caben mas en el mismo tamaño.
• Menor peso y tamaño.
• Menor tiempo de recarga.
• Vida útil más larga.
• Mayor seguridad ya que no explotarán ni arderán.

Si a ello unimos el empleo como el grafeno, los iones de sodio y otros nuevos materiales mas comunes y baratos podemos aventurar que de aquí a pocos años, tres o cuatro como máximo, tendremos coches eléctricos con una autonomía de 1200 km, que se podrán recargar en 5 o 10 minutos hasta un 80% de carga y además estas baterías serán más ligeras, seguras, baratas, y más fáciles de reciclar.

Si extrapolamos la experiencia y avances que de mano de la automoción se están realizando, podemos imaginar cómo serán las baterías aplicadas a la náutica.

Esperando que haya sido interesante 

Un saludo, y siempre "por lo mojao"

Angel Romero Bello