En Brasil lo lograron con la incorporación de ese mineral en las baterías de litio. De qué se trata y cuál es el alcance de esta innovación que ya probaron con éxito en un camión y ahora instalarán en micros.
El camino hacia la movilidad sustentable y los autos eléctricos aún enfrenta grandes desafíos, especialmente en lo que respecta a la carga de baterías, sobre todo en vehículos que recorren largas distancias y son de gran porte, como micros y camiones.
Con este objetivo, Toshiba Corporation, Sojitz Corporation y la minera brasileña CBMM han comenzado a probar en camiones eléctricos Volkswagen una batería basada en niobio, que según afirman, se puede cargar mucho más rápido que las baterías actuales en el mercado. Y por los buenos resultados, ahora apuntan a incorporarla a micros eléctricos.
Sometido a pruebas, el vehículo equipado con cuatro baterías de litio con un ánodo que contiene niobio logró una autonomía de 60 kilómetros con alrededor de 10 minutos de carga.
Los ejecutivos de las empresas involucradas en el proyecto señalaron que estas baterías podrían tener una vida útil hasta tres veces mayor que la de las baterías convencionales, gracias a que su tecnología opera a temperaturas más bajas.
“La batería permite una carga ultrarrápida de aproximadamente 10 minutos y ofrece una alta densidad energética. El autobús ha comenzado las pruebas y operaciones de demostración en la planta industrial de CBMM”, explicaron desde Toshiba.
En comparación, una batería convencional tarda entre tres y ocho horas en recargarse por completo.
La niobita, un mineral poco abundante
CBMM, el mayor productor de niobio en Brasil, extrae este metal de transición dúctil, gris, blando y poco abundante del mineral niobita, también conocido como columbita.
El niobio se utiliza en aleaciones y, en este caso, en baterías de litio con recubrimiento de niobio, que aumentan su capacidad entre un 10% y un 18%.
Este incremento se logra mediante un tratamiento químico del cátodo que usa óxido de niobio en lugar de litio, eliminando las impurezas que se crean en el primer ciclo de carga y descarga y reduciendo la degradación a lo largo de la vida útil de las baterías.
Los ejecutivos de las empresas involucradas en el proyecto señalaron que estas baterías podrían tener una vida útil hasta tres veces mayor que la de las baterías convencionales, gracias a que su tecnología opera a temperaturas más bajas.
Una solución a la pérdida de capacidad de las baterías de litio
Un equipo liderado por Stanley Whittingham, inventor de las baterías de litio recargable y Premio Nobel, investigó la pérdida de capacidad de las baterías de litio con el tiempo por la degradación de su química y además reveló que el niobio resiste más la carga eléctrica.
En su estudio, encontraron una solución a este problema mediante un revestimiento especial que protege las celdas contra esta pérdida.
A temperaturas más altas, los átomos de niobio empujan los átomos de manganeso hacia el interior del cátodo, mejorando su capacidad de retención a largo plazo.
Este tratamiento químico logró reducir significativamente la pérdida de capacidad durante el primer ciclo de carga y descarga, lo que se traduce en un mejor rendimiento de la batería a largo plazo.
En pruebas de laboratorio, después de 250 ciclos de carga y descarga, la retención de capacidad fue del 93,2%.
Qué se espera para el largo plazo
Por ahora, el producto será probado exclusivamente en un micro eléctrico de Volkswagen Caminhões e Ônibus de 18 toneladas, la unidad brasileña de la división de camiones de Volkswagen Traton.
El camión destinado a estas pruebas tiene una autonomía de 60 kilómetros y estará equipado con cuatro baterías de litio con un ánodo que contiene niobio, cada una con una capacidad útil de hasta 30 kWh.
Según explicaron desde la compañía, el vehículo circulará diariamente por un recorrido fijo, con recargas programadas en un pantógrafo al inicio o al final de la ruta. CBMM ha indicado que tiene la intención de comercializar el producto el próximo año.
“Buscamos un crecimiento sustentable en el mercado del niobio y, para ello, impulsamos nuevas aplicaciones y tecnologías para diversas industrias. Esperamos un crecimiento acelerado en el sector de las baterías a partir de ahora, con la evolución de materiales que garanticen aún más competitividad y calidad”, explicó Ricardo Lima, CEO de CBMM.
Este «hito» representa la primera operación mundial de un vehículo eléctrico prototipo impulsado por una batería de iones de litio con ánodos de óxido de niobio-titanio (NTO), allanando el camino hacia la comercialización de estas baterías.
Las tres compañías continuarán colaborando para maximizar el uso de sus respectivas tecnologías y conocimientos, con el objetivo de lanzar la batería de iones de litio de próxima generación con ánodo de NTO en el mercado global en la primavera de 2025.
