Hace décadas, un joven Ingeniero naval en un submarino nuclear británico comenzó a interesarse en las baterías eléctricas que ayudan a manejar su embarcación. Corriendo silenciosamente bajo la capa de hielo polar congelada durante la Guerra Fría, poco sabía este submarinista que, en el siglo XXI, las baterías se convertirían en uno de los sectores más grandes de la tecnología. Incluso el planeta. Pero su curiosidad se mantuvo con él, y hace casi 20 años decidió perseguir ese sueño, nacido muchos años bajo las olas.
El viaje para Trevor Jackson comenzó, como muchas otras cosas en tecnología, con la investigación. Se había fascinado con los experimentos realizados no con baterías de litio, que habían llegado a dominar la industria de las baterías, sino con las llamadas baterías de “aire y aluminio”.
Técnicamente descritas como baterías “(Al) / aire”, estas son, casi, una historia no contada del mundo de las baterías. Para empezar, un sistema de batería de aluminio y aire puede generar suficiente energía y potencia para los rangos de conducción y la aceleración similar a los automóviles con motor de gasolina.
Algunas veces conocidas como baterías “Metal-Air”, se han utilizado con éxito en aplicaciones “fuera de la red” durante muchos años, al igual que las baterías que funcionan con las radios del ejército. El metal más atractivo en este tipo de batería es el aluminio porque es el metal más común en la Tierra y tiene una de las densidades de energía más altas.
Piense en una batería que respira aire y que utiliza el aluminio como un “combustible”. Eso significa que puede proporcionar energía al vehículo con energía proveniente de fuentes limpias (hidro, geotérmica, nuclear, etc.). Estas son las fuentes de energía para la mayoría de las fundiciones de aluminio en todo el mundo. El único producto de desecho es el hidróxido de aluminio, que puede devolverse a la fundición como materia prima para: ¿adivina qué? – ¡Haciendo más aluminio! Este ciclo es por lo tanto altamente sostenible y separado de la industria petrolera. Incluso se podría reciclar latas de aluminio y usarlas para fabricar baterías.
Imagina eso – una fuente de poder separado de la industria petrolera altamente contaminante.
Pero casi nadie los usaba en aplicaciones convencionales. ¿Por qué?
Las baterías de aluminio-aire habían estado alrededor por un tiempo. Pero el problema con una batería que generaba electricidad al “comer” aluminio era que simplemente no era eficiente. El electrolito usado simplemente no funcionó bien.
Esto era importante. Un electrolito es un medio químico dentro de una batería que permite el flujo de carga eléctrica entre el cátodo y el ánodo. Cuando un dispositivo está conectado a una batería, una bombilla o un circuito eléctrico, se producen reacciones químicas en los electrodos que crean un flujo de energía eléctrica al dispositivo.
Cuando una batería de aluminio y aire comienza a funcionar, una reacción química produce un subproducto de “gel” que puede bloquear gradualmente las vías respiratorias hacia la celda. Parecía ser un problema difícil de tratar para los investigadores.
Pero después de mucha experimentación, en 2001, Jackson desarrolló lo que él creía que era un electrolito revolucionario para las baterías de aluminio y aire que tenía el potencial de eliminar las barreras a la comercialización. Su electrolito especialmente desarrollado no produjo el odiado gel que destruiría la eficiencia de una batería de aluminio-aire. Parecía un cambio de juego.
El avance, si se probó, tenía un gran potencial. La densidad de energía de su batería era aproximadamente ocho veces mayor que la de una batería de iones de litio. Estaba increíblemente emocionado. Luego trató de decirle a los políticos …
A pesar de una demostración detallada de una batería de trabajo para Lord “Jim” Knight en 2001, seguida de una correspondencia por correo electrónico y una promesa de “pasárselo a Tony (Blair)”, no hubo interés por parte del gobierno de los EE. UU.
Y Jackson se enfrentó a los obstáculos burocráticos. El organismo oficial de innovación del gobierno de los EE. UU., Innovate UK, hizo hincapié en la tecnología de las baterías de litio, no en las baterías de aluminio y aire.
Estaba luchando para convencer a los inversionistas públicos y privados para que lo respaldaran, tal era el control que tenía el “lobby de la batería de litio” sobre el sector.
Este énfasis en las baterías de litio sobre cualquier otra cosa significaba que el gobierno de los EE. UU. Estaba dejando efectivamente sobre la mesa una tecnología que podría revolucionar el almacenamiento eléctrico y la movilidad e incluso contribuir a la lucha contra las emisiones de carbono y mover al Reino Unido hacia sus objetivos de reducción de la contaminación.
Decepcionado en el Reino Unido, Jackson levantó palos y encontró un mejor respaldo en Francia, donde se mudó a I + D en 2005.
Finalmente, en 2007, el potencial de la invención de Jackson se confirmó de manera independiente en Francia en la institución Polytech Nantes. Sus ventajas sobre las baterías de ión litio fueron (y siguen siendo) un aumento del voltaje de la celda. Usaban aluminio ordinario, crearían muy poca contaminación y tenían una potencia de salida estable y de larga duración.
Como resultado, en 2007 el gobierno francés aprobó formalmente la tecnología como “estratégica y de interés nacional de Francia”.
En este punto, la Oficina de Relaciones Exteriores de los EE.UU. se despertó repentinamente y tomó nota.
Le prometió a Jackson que el UKTI entregaría un esfuerzo de “300%” para lanzar la tecnología en el Reino Unido si se “repatriaba” de nuevo al Reino Unido.
Sin embargo, en 2009, el Consejo de Estrategia Tecnológica del Reino Unido se negó a respaldar la tecnología, citando que la Hoja de Ruta Tecnológica del Consejo Automotriz “excluyó este tipo de batería”. Aunque Carbon Trust estuvo de acuerdo en que efectivamente constituía una tecnología de reducción “, se negó a ayudar a Jackson más.
Mientras tanto, otros gobiernos estaban más entusiasmados con la exploración de baterías de aire y metal.
El gobierno israelí, por ejemplo, invirtió directamente en Phinergy, una startup que trabaja en una tecnología muy similar de aluminio y aire. Aquí hay un video, ciertamente corporativo, que muestra las ventajas de las baterías de metal y aire en los automóviles eléctricos:
La compañía rusa de aluminio RUSAL desarrolló un proceso de fundición sin CO2, lo que significa que, en teoría, podrían fabricar una batería de aluminio-aire con un proceso sin CO2.
Jackson trató de decirle al gobierno de Estados Unidos que estaban cometiendo un error. Presentándose ante el Comité Parlamentario Selecto para la estrategia industrial y energética, describió cómo el Reino Unido había creado un sesgo hacia la tecnología de iones de litio que había llevado a un ecosistema de tecnología de baterías que financiaba la investigación de iones de litio por una suma de miles de millones de dólares. libras En 2017, la primera ministra Theresa May Respaldó aún más la industria del litio-ion.
Jackson (abajo) se negó a aceptar un no por respuesta.
Se presentó en el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de la Defensa de los EE. UU. Pero en 2017 respondieron con una decisión de “no fondo” que desestimó la tecnología, aunque DSTL tenía un programa propio propio sobre tecnología de aluminio-aire, dedicado a encontrar un mejor electrolito, en la Universidad de Southampton.
Jackson se dirigió a la industria automotriz en su lugar. Formó su compañía MAL (con el nombre de “Metalectrique”) en 2013 y utilizó fondos semilla para probar con éxito un diseño de gran alcance de un paquete de energía en sus instalaciones de laboratorio en Tavistock, U.K.
Aquí está en un canal regional de la BBC explicando la batería:
Trabajó estrechamente con Lotus Engineering para diseñar y desarrollar paquetes de energía de reemplazo de largo alcance para los autos eléctricos Nissan Leaf y Mahindra Reva “G-Wiz”. En ese momento, Nissan expresó un gran interés en este “Más allá de la tecnología de litio” (sus palabras), pero ya estaban comprometidos a colocar las baterías LiON en la hoja. Sin inmutarse, Jackson se concentró en el G-Wiz y produjo celdas de batería de tamaño completo para pruebas y demostró que la tecnología de aluminio y aire era superior a cualquier otra tecnología existente.
Y ahora este énfasis en el ion litio sigue frenando la industria.
El hecho es que las baterías de litio ahora enfrentan desafíos considerables. El desarrollo de la tecnología ha alcanzado su punto máximo; a diferencia del aluminio, el litio no es reciclable y los suministros de baterías de litio no están asegurados.
Las ventajas de la tecnología de aluminio-aire son numerosas. Sin tener que cargar la batería, un automóvil podría simplemente cambiar la batería en segundos, eliminando completamente el “tiempo de carga”. La mayoría de los puntos de carga actuales tienen una potencia de 50 kW, lo que es aproximadamente una centésima de la requerida para cargar una batería de litio en cinco minutos. Mientras tanto, las células de combustible de hidrógeno requerirían una infraestructura de distribución de hidrógeno enorme y costosa y un nuevo sistema de generación de hidrógeno.
Pero Jackson ha seguido presionando, convencido de que su tecnología puede abordar tanto las necesidades de energía del futuro como la crisis climática.
En mayo pasado, comenzó a recibir un reconocimiento muy necesario.
El Centro de Propulsión Avanzado del Reino Unido incluyó la batería Metalectrique como parte de su inversión en subvenciones en 15 nuevas empresas del Reino Unido para llevar su tecnología al siguiente nivel como parte de su Programa de Acelerador de Desarrolladores de Tecnología (TDAP). El TDAP es parte de un programa de 10 años para hacer de U.K. un líder mundial en tecnología de propulsión de bajo carbono.
¿La captura? Estas 15 empresas tienen que compartir un insignificante £ 1.1 millones en fondos.
¿Y en cuanto a Jackson? Todavía está recaudando dinero para Metalectrique y está difundiendo la noticia sobre el potencial de las baterías de aluminio y aire para salvar el planeta.
El cielo sabe, en este punto, podría usarlo.
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