La era del coche eléctrico ha llegado. A principios de este año, el gigante automovilístico estadounidense General Motors anunció que pretende dejar de vender modelos de gasolina y diésel para 2035. Audi, con sede en Alemania, tiene previsto dejar de producir este tipo de vehículos en 2033. Muchas otras multinacionales del automóvil han publicado hojas de ruta similares. De repente, el retraso de los grandes fabricantes de automóviles en la electrificación de sus flotas se está convirtiendo en una carrera hacia la salida.
La electrificación de la movilidad personal se está acelerando de una manera que ni siquiera sus más fervientes defensores habrían soñado hace unos años. En muchos países, los mandatos gubernamentales acelerarán el cambio. Pero incluso sin nuevas políticas o normativas, la mitad de las ventas mundiales de vehículos de pasajeros en 2035 serán eléctricas, según la consultora BloombergNEF (BNEF) de Londres.
En previsión de un mundo dominado por los vehículos eléctricos, los científicos especializados en materiales trabajan en dos grandes retos. Uno es cómo reducir los metales de las baterías que son escasos, caros o problemáticos porque su extracción conlleva duros costes medioambientales y sociales. Otro es mejorar el reciclaje de las baterías, de modo que los valiosos metales de las baterías gastadas de los coches puedan reutilizarse de forma eficiente. "El reciclaje desempeñará un papel fundamental en la combinación", afirma Kwasi Ampofo, ingeniero de minas y analista principal de metales y minería en BNEF.
Los fabricantes de baterías y de coches ya están invirtiendo miles de millones de dólares en reducir los costes de fabricación y reciclaje de las baterías de los vehículos eléctricos, en parte gracias a los incentivos gubernamentales y a la expectativa de las próximas normativas. Los organismos nacionales de investigación también han creado centros para estudiar mejores formas de fabricar y reciclar baterías. Dado que, en la mayoría de los casos, sigue siendo menos costoso extraer metales que reciclarlos, un objetivo clave es desarrollar procesos para recuperar metales valiosos de forma suficientemente barata como para competir con los recién extraídos.
El futuro del litio
El primer reto para los investigadores es reducir las cantidades de metales que hay que extraer para las baterías de los vehículos eléctricos. Las cantidades varían según el tipo de batería y el modelo de vehículo, pero un solo paquete de baterías de iones de litio para coche (de un tipo conocido como NMC532) podría contener unos 8 kg de litio, 35 kg de níquel, 20 kg de manganeso y 14 kg de cobalto, según cifras del Laboratorio Nacional Argonne.
Los analistas no prevén un abandono de las baterías de iones de litio a corto plazo: su coste ha caído tan drásticamente que es probable que sean la tecnología dominante en un futuro próximo. Ahora son 30 veces más baratas que cuando entraron en el mercado como pequeños acumuladores eléctricos portátiles a principios de los años 90, incluso cuando su rendimiento ha mejorado. BNEF prevé que el coste de un paquete de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos se reducirá a menos de 100 dólares por kilovatio-hora en 2023, es decir, un 20% menos que en la actualidad. Como resultado, los coches eléctricos -que siguen siendo más caros que los convencionales- deberían alcanzar la paridad de precios a mediados de la década de 2020. (Según algunas estimaciones, los coches eléctricos ya son más baratos que los de gasolina a lo largo de su vida útil, gracias a que son menos costosos de alimentar y mantener).
Para producir electricidad, las baterías de iones de litio transportan iones de litio internamente desde una capa, llamada ánodo, a otra, el cátodo. Ambas están separadas por otra capa, el electrolito. Los cátodos son el principal factor que limita el rendimiento de las baterías, y en ellos se encuentran los metales más valiosos.