«Un galón americano de gasolina (3,79 litros) podría recargar un iPhone una vez al día durante casi 20 años». Esta frase de formidable calado, hallada en la web de ExxonMobil, merece una reflexión sobre densidad energética.
A menudo hablamos de densidad energética como el principal problema de las baterías, pero pocas veces ponemos en perspectiva la verdadera distancia que existe entre un tanque de combustible y una batería eléctrica. La densidad energética es la cantidad de energía por unidad masa (o de volumen) que contiene un «depósito», ya almacene un líquido, un gas, o electrones deseosos de cambiar de polo generando una corriente eléctrica. ¿A qué distancia está la gasolina de las baterías? Pues a mucha, mucha, mucha…
Para empezar, un poco de perspectiva. La aparente facilidad con la que se mueve un coche convencional nos hace olvidar a menudo la increíble cantidad de energía que hace falta para acelerarlo. Todo el que haya empujado alguna vez un coche, sin embargo, se habrá dado cuenta de lo difícil que es ponerlo en movimiento; incluso empleando todas las fuerzas de un ser humano apenas se traduce el esfuerzo en movimiento. ¿Cómo es posible que el motor lo ponga a 100 km/h en un puñado de segundos?
Por supuesto que el motor genera muchísima más fuerza que una persona, la cuestión es de dónde sale la energía necesaria para generar esa fuerza. De nuevo, la respuesta obvia es que sale del combustible que se quema pero ¿cómo puede caber tantísima en el depósito?
Ninguna batería de iones de litio alcanza los 200 Wh/kg; la gasolina supera los 12.000 Wh/kg. No os molestéis en hacer la división, hablamos de una relación superior a 60:1. Incluso teniendo en cuenta el mejor aprovechamiento de la energía que consigue un motor eléctrico (más del doble de eficiente que un diesel o gasolina) seguimos hablando de un almacenamiento efectivo más de 30 veces superior.
La siguiente pregunta bien podría ser si la evolución tecnológica de las baterías podrá estrechar esta increíble distancia. La respuesta es que sí, pero no del todo, ni con lo que sabemos ahora ni con lo que suponemos ahora que se podrá conseguir en el futuro.
Veamos algunos ejemplos. Las baterías de Zinc-aire, actualmente en desarrollo y con múltiples problemas aún por resolver, aspiran a una densidad energética teórica de 1.100 Wh/kg, algo así como 10 veces menos que la gasolina. Las baterías de Litio-azufre, en la misma situación de desarrollo pendiente, podrían alcanzar los 2.600 Wh/kg, unas 4,5 veces menos que la gasolina. Por último, las baterías de Litio-aire, al menos a 10 años de ser viables como alternativa, tienen una densidad máxima teórica de 5.200 Wh/kg, menos de la mitad que la gasolina.
Cabe recordar, por último, que en cualquiera de los casos mencionados estamos hablando prácticamente de ciencia-ficción si tenemos en cuenta los problemas que tienen aún por resolver todas estas tecnologías. A día de hoy, el ratio de almacenamiento energético gasolina/baterías se mantiene por encima de 60:1 y sube con agónica lentitud.
Como conclusión, casi inevitable, podríamos decir que seguiremos quemando derivados del petróleo como fuente de energía durante muchos años, especialmente en el transporte por carretera. La razón es que la concentración energética que atesoran resulta inalcanzable para un coche a baterías, incluso en el más largo plazo, y este es un problema vital cuando hablamos de vehículos que deben transportar en su interior la energía que consumen.
Tan lejos estamos, que cabría pensar que la tecnología que eliminará el petróleo como fuente de energía aún no ha sido concebida siquiera, y no me refiero a otros tipos de baterías o pilas de combustible, sino a algo totalmente diferente. Algo que nadie ha imaginado aún.
Me temo que hay tiempo de sobra para algo así que suceda.
Fuente: ExxonMobil | «Global autos: don’t believe the hype – analyzing the costs & potential of fuel-efficient technology» – Bernstein Research & Ricardo – Informe impreso
En Tecmovia: Baterías de coches eléctricos e híbridos, hoy [estado de la tecnología del automóvil] | Litio, ¿el nuevo oro?
