Las baterías del futuro

Aunque las células de combustibles (fuel cells, en inglés) producen energía sin contaminación directa, su uso masivo en automóviles se encuentra lejos en el horizonte.

Las células de combustibles usan hidrógeno, contenido en tanques, y el oxígeno existente en el medio ambiente para generar energía y agua.

Existen varias razones para que la adopción de dicha tecnología tarde más de una década. La principal es la falta de canales de distribución del hidrógeno. Adicionalmente, existen razones asociadas a costos de manufactura y seguridad. Estas últimas razones son fácilmente superables con avances tecnológicos y el efecto de las economías de escalas. La primera razón es únicamente superable con incentivos estatales.

Pero no sólo los vehículos pueden verse beneficiados de esta nueva tecnología. Las células de combustibles se pueden utilizar para virtualmente cualquier artefacto que requiera electricidad en forma inalámbrica.

Las baterías que comúnmente se usan en el hogar y la oficina están basadas en tres tipos de tecnologías. La primera son baterías alcalinas, que ofrecen una capacidad de energía adecuada para condiciones de baja demanda. Ellas no se pueden recargar y a la larga resultan muy costosas. La segunda tecnología es la de hidruro de níquel-metal (NiMH), la cual es económica y recargable, pero ofrece poca capacidad de almacenamiento.

La tercera tecnología es la de ión litio. Esta tecnología es la más ampliamente utilizada actualmente en computadoras portátiles y teléfonos celulares. Su ventaja radica en su mayor capacidad de almacenamiento, no genera «memoria» durante cargas y descargas progresivas, lo cual extiende su vida útil.

Aún con la mejor de las baterías de ión litio, muchas computadoras portátiles de hoy son incapaces de proveer más de dos o tres horas de trabajo continuo. Esto es una fuerte limitación para un gran número de usuarios que requieren la independencia de una fuente de electricidad. Además al requerir mayor capacidad de almacenamiento, el peso de la batería aumenta considerablemente, lo cual afecta el concepto de portabilidad.

Es por esto que científicos e ingenieros han comenzado a trabajar en lo que será la batería del futuro. Debido a que el hidrogeno es altamente reactivo y requiere condiciones de almacenamiento muy complejas para equipos portátiles, estas baterías han de usar otro combustible. El metanol, que es un alcohol encontrado en los líquidos para radiadores, es capaz de proveer las moléculas de hidrógeno requeridas para producir energía en su mezcla con el oxígeno del aire.

Esta tecnología conocida como Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), usa una membrana de polímero para catalizar la separación del hidrógeno del metanol. La compañía coreana LG anunció que para finales del 2006, tendrían en el mercado la primera batería basada en DMFC. Dicha batería estaría enfocada en el uso para computadores portátiles, proveyendo 25W de potencia por más de 10 horas.

Adicionalmente, Toshiba planea tener en el mercado baterías basadas en DMFC para el año 2007 tanto para computadoras portátiles como para reproductores MP3 y posiblemente celulares. Sanyo, líder del mercado mundial de baterías recargables, también se encuentra trabajando en el desarrollo de baterías basadas en células de combustibles para computadores portátiles.

Basado en las curvas de adopción de tecnologías similares, podemos estimar que está tecnología llegará al mercado masivo entre los años 2010 y 2015. Antes de esta fecha, la podremos encontrar en aplicaciones industriales y comerciales especiales. Existen muchos retos para la adopción. El principal es el cambio de mentalidad en el consumidor. En vez de pagar 150 o 200 dólares por una batería, deberá pagar uno a tres dólares por cada recarga de la batería. Además deberá viajar con pequeños tanques de metanol, los cuales deberán ser accesibles en aeropuertos y centros comerciales.

Es un largo camino por recorrer y el futuro nos dirá si las DMFCs se impondrán sobre otras tecnologías.

Daniel Guzmán es MBA egresado de la Universidad de Texas en Austin con especialización en mercadeo y tecnologías de información.