El futuro de los vehículos eléctricos son las baterías de zinc-aire, no las de litio

Articulo escrito por José Santamarta

Una empresa Montana ha encontrado una solución para alimentar los vehículos eléctricos para las generaciones venideras, gracias a una tecnología desarrollada por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
La empresa Zinc Air, Inc. (ZAI) ha obtenido los derechos exclusivos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) para la pila de combustible de zinc aire (Patente de EE UU  número 5.434.020) inventada por John Cooper, un ex químico del LLNL.

Por el momento, la industria automotriz emplea las baterías de litio como la solución para los vehículos eléctricos, pero las baterías de litio se fabrican principalmente fuera de Estados Unidos y no son muy rentables para su uso generalizado, señala Dave Wilkins, fundador y presidente de Zinc Air, Inc.

“Hay suficiente zinc disponible sólo en Estados Unidos como para producir miles de millones de estas baterías”, continuó, y lo mismo puede aplicarse a España y otros países europeos. El litio, por el contrario, se encuentra principalmente fuera de Estados Unidos y Europa, en China (Tíbet) y la región andina (Chile, Bolivia y Argentina).

En todo el mundo los recursos de zinc ascienden a más de 1,8 gigatoneladas, y más del 35 por ciento de las reservas están en Estados Unidos.

La producción mundial de zinc de 21 meses sería suficiente para producir mil millones de vehículos eléctricos o baterías de 10 kWh de zinc-aire, mientras que se tardaría 180 años para producir el litio suficiente para la misma cantidad de baterías. Estas cifras fueron citadas en el reciente Libro Blanco del Meridian International Research, que señala: “la oferta de litio y la producción futura está lejos de ser suficientes como para mantener la producción mundial de vehículos eléctricos.”

Según Cooper, “a corto plazo, esta nueva tecnología tiene el potencial suficiente como para impulsar la era del vehículo eléctrico”. A más largo plazo, la tecnología de zinc-aire representa una oportunidad para que Estados Unidos sea el  líder mundial en la tecnología de las baterías.

“El contraste con las baterías de litio en términos de medio ambiente no debe pasarse por alto”, destaca Wilkins. “El subproducto – óxido de zinc – es 100 por cien reciclable”. La tecnología de Zinc- Aire almacena tres veces más electricidad que las de litio. Las ZAFC combinan el oxígeno del aire con bolitas de metal de zinc como combustible para generar electricidad. Las baterías de zinc-aire no contienen ninguno de los elementos tóxicos que se encuentran en las baterías de litio o en otras baterías.

ZAI ya está en conversaciones con varios fabricantes de vehículos para desarrollar productos para sus necesidades inmediatas. La empresa tiene la intención de comenzar el desarrollo y las pruebas a finales de 2010 con las pruebas de campo a gran escala en el segundo trimestre de 2011. ZAI es una empresa con sede en Kalispell, Montana (EE UU). Se centra en el desarrollo de soluciones de almacenamiento de electricidad sostenible para el transporte y aplicaciones de redes inteligentes destinados a proporcionar altos niveles de eficiencia a bajo coste.

ZAI también se ha comprometido a proporcionar la tecnología más sostenible de baterías utilizando la química del zinc, que es abundante, barato y respetuoso con el medio ambiente. Además de la pila de combustible de zinc-aire, ZAI está en proceso de desarrollar una tecnología de almacenamiento de red a gran escala para ofrecer la próxima generación de baterías para aplicaciones de redes inteligentes, lo que permitirá la integración de la energía eólica y otras energías renovables en la red.

La clave del futuro del coche eléctrico es la batería recargable, que condiciona la velocidad máxima, la autonomía entre recargas, el tiempo de recarga y la duración de la batería. Los precios de las baterías se han reducido en los últimos años, y lo harán aún más a medida que aumente la demanda y se produzcan en grandes series.

La distancia que un vehículo eléctrico puede recorrer sin recargar la batería, en los modelos actuales o de próxima fabricación, va de 60 a 250 kilómetros. Hay que tener en cuenta que la mayor parte de los desplazamientos diarios son inferiores a los 60 km. Un automóvil eléctrico consume de 0,12 kWh a 0,30 kWh por kilómetro; para recorrer 100 kilómetros haría falta una batería con una capacidad de 12 kWh a 30 kWh, dependiendo del modelo.

La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.

Pero hay otras alternativas, como las de zinc-aire, e incluso las de aluminio-aire, o las de plomo mejoradas. En los laboratorias de Japón, Estados Unidos, Europa y Corea del Sur se estudian todo tipo de alternativas, aunque será China quien las fabrique. Es probable que el futuro del coche eléctrico pase por el desarrollo de baterías más potentes de zinc-aire, que sustituyan a las de iones de litio. Las de zinc-aire almacenan tres veces más electricidad que las mejores de iones de litio.

Las baterías de zinc-aire son una clara alternativa a las de iones de litio. Tienen una densidad energética de 370 Wh/kilogramo. Algunos expertos califican al zinc como el combustible eléctrico del futuro. Entre sus principales ventajas destaca su facilidad de carga y su alto potencial energético. A diferencia de otros tipo de baterías estas necesitan que el vehículo eléctrico vaya equipado con un sistema de filtrado e inyección de aire y de un sistema de monitoreo a bordo.

La tecnología zinc-aire respetuosa con el medio ambiente encuentra su mejor aplicación en prótesis de oído, aparatos electrónicos portátiles y en el sector automotriz. Las baterías de zinc-aire han reemplaza por completo las baterías de mercurio en las prótesis de oído y, quizás, también reemplazarán a las de litio en los futuros automóviles eléctricos.

La tecnología zinc-aire, una tecnología simple, efectiva y de bajo coste, puede ser utilizada como una solución alternativa en los coches eléctricos y en los aparatos electronicos portátiles. Según la consultora Frost & Sullivan, el mercado mundial de baterías de zinc-aire generó unos ingresos de 251 millones de dólares en 2005, que aumentará rápidamente debido a la mayor utilización de las baterías zinc-aire en aplicaciones emergentes, como los automóviles eléctricos.

Las baterías zinc-aire son del tipo primarias, por lo que una vez agotada la carga no pueden recargarse sino que hay que extraer el zinc y cargarlo fuera de la batería. Sin embargo, la carga del zinc es fácil y rápida. Uno de los grandes inconvenientes de la tecnología metal-aire es el hecho de que se trataba de baterías primarias no recargables. Ello hacía que fuese necesario comprar pilas nuevas o tratar de sacar el electrolíto y el hidróxido e introducir nuevo metal dentro.

Por esta razón la investigación va encaminada a conseguir una batería recargable basado en los sistemas metal-aire. La empresa ReVolt ya ha desarrollado la primera batería de Zinc-aire recargable, un salto de gigante para la nueva era del vehículo eléctrico. Este tipo de batería puede proporcionar 3 veces más duración que las de plomo-ácido. Las pilas a base de zinc tienen como principal ventaja la posibilidad de ser recicladas sin límite, sin perder ni sus cualidades químicas, ni sus cualidades físicas.
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Comentario:
Tan interesante para todos los campos, incluido el informatico, que no me he podido resistir en publicar este notición !

saludos

ms, 11-9-2010