Híbridos y Eléctricos

CON ÁNODO DE SILICIO

La batería "perfecta" de Porsche: más potente, carga más rápida y menos contaminante

Porsche está desarrollando una batería con tecnología de ánodo de silicio que necesitará menos cobalto, será más potente, más pequeña y menos contaminante. Su primera aplicación será en vehículos de competición y después llegará a coches de producción en serie.

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La batería "perfecta" de Porsche: más potente, carga más rápida y menos contaminante

La producción de baterías es la principal fuente de emisiones de carbono en el proceso constructivo de un coche eléctrico, llegando a representar entre un 25 y un 40% de las emisiones generadas al fabricar un coche de este tipo. Cada vez más fabricantes trabajan por reducir las emisiones también en este apartado, pero Porsche quiere ir más allá: la firma está desarrollando una batería que tendrá mejores prestaciones y además tendrá una huella de carbono menor. ¿Estamos ante la batería perfecta?

Porsche va a invertir alrededor de 1.000 millones de euros en diferentes medidas para la descarbonización durante la próxima década, lo cual incluye reducir las emisiones de CO2 en sus plantas de montaje. La fabricación del Porsche Taycan en Zuffenhausen (Stuttgart, Alemania) es neutra en carbono desde sus comienzos, pero fabricar un coche es mucho más que ensamblar todas sus piezas en la línea de producción.

Una de las principales fuentes de emisiones en la producción de un coche eléctrico proviene de las baterías, y dentro de este apartado, durante el procesamiento de las materias primas como el níquel y el cobalto. Los diferentes procesos productivos para convertir la materia prima en un producto refinado y listo para utilizarse en una pila requiere cantidades de energía extremadamente grandes. 

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El en caso del Taycan, la batería (imagen) supone un 40% de las emisiones de CO2 de la producción del vehículo.

En un acto reciente con la prensa, Benjamin Passenberg, director de Sistemas de alto voltaje de Porsche, dijo que «es muy importante contar con energía verde, sobre todo en la producción de celdas, donde se necesita mucha energía para calentar las cosas». Pero el uso de energía verde (o baja en emisiones) para fabricar baterías no será suficiente por sí solo para que Porsche (u otro fabricante) alcance sus objetivos de emisiones. También será necesario reimaginar la propia batería para que el hecho de fabricarla sea menos contaminante.

Por esa razón, Porsche está desarrollando una batería que, según dice, tendrá más potencia, se cargará más rápido y tendrá una huella de carbono menor que las baterías actuales. La tecnología empleada hace uso de una mayor cantidad de silicio en el ánodo de la celda en lugar del grafito empleado habitualmente en la actualidad. 

Según Otmar Bitsche, responsable de movilidad eléctrica de Porsche, los ánodos de silicio tienen una densidad energética 10 veces superior. En comparación con las baterías de iones de litio convencionales actuales, Porsche espera conseguir entre un 20 y un 25% más de vatios-hora por litro de volumen. Dicho de otra manera: baterías más pequeñas para una capacidad energética determinada. La eficiencia energética de las celdas hace, a su vez, que se necesiten menos celdas para alimentar el vehículo, lo que reduce el peso total (además de reducir el espacio requerido por las baterías).

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Mientras que la batería del Taycan emplea un 20% de cobalto en el ánodo, esta nueva batería lo reducirá a un 5-10%.

Un menor peso del vehículo también redunda en menor consumo, ¿pero dónde está la ganancia en el impacto medioambiental? Para empezar, el propio diseño de las celdas de esta nueva batería reduce el material necesario para la estructura de aluminio de la batería (la carcasa) en comparación con el diseño de las celdas cilíndricas. La producción de aluminio es uno de los principales emisores de carbono en un coche: según un estudio reciente de Volvo, el aluminio es responsable del 30% de las emisiones generadas en la producción de los materiales de un coche moderno, por encima incluso de la propia batería. Por tanto, reduciendo el uso de aluminio se reduce también una parte importante en las emisiones. Y aunque no ha anunciado datos específicos al respecto, Porsche asegura que también se podrán cargar más rápido.

Por otro lado, las celdas tendrán menos cobalto. A estas alturas ya es conocido que el cobalto es difícil de obtener, es muy caro, tiene un gran impacto medioambiental y, por si fuese poco, a menudo procede de países donde los Derechos Humanos no son precisamente una prioridad. Actualmente, el cobalto supone el 20% del material empleado en el cátodo de las baterías del Taycan; sin embargo, Porsche espera que su nueva tecnología reduzca la proporción de cobalto a solamente un 5-10%.

Para reducir aún más las emisiones, Porsche pondrá el foco en la cadena de suministro. La firma alemana se abastecerá de cobalto, níquel y otras materias primas procedentes de Europa dentro de lo posible, más cerca de donde se fabricarán las nuevas baterías (cerca del Centro de Desarrollo de Porsche en Weissach). Según los responsables de la marca, comprar los materiales para los cátodos en Schwarzheide (Alemania) en lugar de en China reduce un 25% las emisiones de dióxido de carbono. 

FOTO 6 - Porsche nos muestra un modelo eléctrico dedicado al disfrute en pista

La batería de alto rendimiento de Porsche se empleará primero en coches de competición.

Además, Porsche está presionando a sus proveedores para que fabriquen las baterías y otros componentes exclusivamente con energía de origen renovable. Los proveedores que no estén dispuestos a utilizar energía certificada como "verde" dejarán de ser tenidos en cuenta para los contratos a largo plazo, según ha dicho el fabricante alemán. Según datos de Porsche, la cadena de suministro es responsable de alrededor del 20% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero del fabricante. Este porcentaje aumentará hasta cerca del 40% en 2030, a medida que la producción se desplace hacia los vehículos eléctricos.

Llegados a este punto, cabe hacerse la pregunta del millón: ¿Cuándo veremos esta batería "ideal" de Porsche en un coche de calle? Como tantas otras tecnologías en el mundo del automóvil, primero se aplicará en competición, donde priman el alto rendimiento y la capacidad de carga rápida. Según Otmar Bitsche, «normalmente necesitamos otros dos o tres años para hacer la transferencia a los coches de producción en serie. Así que lo veremos en los coches de producción en la segunda mitad de la década». Porsche espera comercializar esta batería de alto rendimiento a partir de 2025.

En cuando al volumen de producción, el objetivo es alcanzar una capacidad mínima anual de 100 MWh, suficiente para abastecer a unos 1.000 vehículos. Esto, por otra parte, nos lleva a pensar que al principio se destinará a un modelo de producción limitada, probablemente un superdeportivo de muy altas prestaciones.

 

Lógicamente, no es la batería perfecta. La batería perfecta se cargaría en apenas unos segundos, no se sobrecalentaría ni perdería capacidad con el paso del tiempo, y además sería ligera y barata de producir. Probablemente todo junto nunca lo vayamos a ver, pero en el corto y medio plazo, la de Porsche está bastante cerca -al menos teóricamente- de una batería ideal.

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