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La transición a la energía limpia funciona con baterías, que a menudo no se fabrican de forma tan limpia.
La mayoría de las baterías actuales son de iones de litio. Se utilizan en vehículos eléctricos, centros de datos y redes eléctricas para paneles solares y turbinas eólicas, así como en artículos cotidianos como teléfonos, computadores portátiles y patinetas eléctricas.
El litio requiere grandes cantidades de agua para su extracción y refinado: unos 2 millones de litros de agua por tonelada métrica de litio, según el Instituto de Investigación Energética.
Por ejemplo, en Chile, segundo productor mundial de litio, la industria utiliza un proceso de extracción de salmuera, que desvía la escasa agua dulce de las comunidades indígenas locales y está causando graves daños a los frágiles ecosistemas de humedales cercanos.
Además, las baterías de iones de litio requieren metales pesados como cobalto, níquel, manganeso y cobre en sus cátodos, que extraen los iones del ánodo cuando la batería se descarga.
La mayor parte de las reservas mundiales de cobalto se encuentran en la República Democrática del Congo, donde las minas de litio explotan sistemáticamente a los trabajadores, contaminan las fuentes de agua y liberan al aire polvo y partículas tóxicas.
Aparte de las consideraciones éticas, la geopolítica plantea sus propios retos. China domina el mercado, con el 68% de la capacidad mundial de refinado de cobalto, el 72% de la capacidad de refinado de litio y el 83% de la capacidad de fabricación de iones de litio.
Estas dificultades han llevado a científicos y empresas a buscar fuentes alternativas de energía.
Algunos ejemplos son el zinc acuoso, las pilas de flujo e incluso la gravedad, que funciona convirtiendo la energía cinética en electricidad.
Pero hay un material barato, abundante y fácilmente disponible que lidera la carrera para sustituir al litio como ingrediente principal de las baterías:
La sal.
Jean-Marie Tarascon, profesor de Física y Química del Estado Sólido en el Collège de France, cree en la superioridad del sodio desde hace al menos 15 años.
Como fundador y director de la red de investigación RS2E, dirigió un equipo que desarrolló una batería de iones de sodio en el Collège y en la Universidad de Picardie Jules Verne, algo bastante apropiado si se tiene en cuenta que Verne imaginó por primera vez una batería de sal ficticia en su libro Veinte mil leguas de viaje submarino.
“En mi caso, el principal motor fue la sostenibilidad”, afirma Tarascon. “Ya en 2010 era obvio que el mundo adoptaría las baterías de iones de litio y nos quedaríamos sin este recurso”.
“La decisión fue buscar una alternativa. Y por eso buscamos el sodio”.
Las baterías de iones de sodio tienen un comportamiento químico similar al de las de iones de litio, aunque sin sus efectos negativos sobre el medio ambiente, afirma Shan Zhang, investigador de la Universidad Tecnológica Chalmers de Gotemburgo (Suecia).
“El proceso de fabricación también es similar, lo que significa que no es necesario probar demasiado la línea de producción”, añade. “Se pueden utilizar las líneas de producción existentes y hacer algunos ajustes para la batería de sal”.
Zhang afirma que las baterías de sodio también son más seguras que las de litio y funcionan mejor a temperaturas extremas.
Las baterías de iones de litio han sido responsables de innumerables incendios, entre los que destaca el de una planta de almacenamiento de baterías en California a principios de este año, que ardió durante días y provocó la evacuación de unos 1.200 residentes locales.
En 2024, Zhang dirigió un estudio que examinaba el futuro impacto climático de distintos tipos de baterías de sal, centrándose en las emisiones de carbono.
Su equipo descubrió que, para 2050, el uso de energías renovables para fabricar baterías podría reducir su impacto climático entre un 43% y un 57% respecto a los niveles de 2020.
“El impacto climático disminuye cuanto más nos adentramos en el futuro, desde los procesos de fabricación, la minería y los procesos previos”, afirma Zhang. “Esto ocurre a lo largo de toda la cadena de producción”.
Pero los productos químicos utilizados en el cátodo siguen siendo preocupantes, afirma Zhang, por lo que habrá que invertir más en la investigación de baterías de iones de sodio.
¿Qué impide una mayor adopción de las baterías de iones de sodio? Principalmente, el bajo precio del litio, que lo mantiene competitivo frente al sodio.
Tras dispararse hasta alcanzar la cifra récord de 83.000 dólares por tonelada en noviembre de 2022, el precio del litio no ha dejado de bajar desde entonces, hasta alcanzar un mínimo de tan solo 8.400 dólares por tonelada el mes pasado, ya que los vehículos eléctricos se han vendido más despacio de lo esperado.
Otro obstáculo es que el sodio es menos denso que el litio, lo que significa que se necesita más espacio y energía para mantener la misma carga.
El resultado es una batería más grande y pesada, que no es lo ideal para tu auto o tu teléfono, entre otros.
En lugar de sustituir totalmente al litio, el sodio “tiene que encontrar sus nichos de aplicación” en los que el volumen y el peso no sean un problema, afirma Zhang.
Mientras los científicos siguen trabajando para mejorar su densidad energética, un lugar adecuado para las baterías de iones de sodio son los sistemas de almacenamiento de energía, donde ésta puede almacenarse y descargarse cuando sea necesario para equilibrar la red eléctrica.
De hecho, Bloomberg New Energy Finance (BNEF) prevé actualmente una cuota de mercado del 15% para las baterías de iones de sodio en el almacenamiento de energía en 2035, frente al 1% actual.
En Estados Unidos, Natron Energy, con sede en Silicon Valley, fabrica baterías de iones de sodio para su instalación en centros de datos y empresas de computación en nube, así como para cargadores rápidos de vehículos eléctricos.
Recientemente, esta empresa puso la primera piedra de una nueva planta de 1.400 millones de dólares en Carolina del Norte, que multiplicará por 40 su capacidad.
Mientras tanto, en el Reino Unido, Faradion, filial de la empresa india Reliance New Energy Ltd., fabrica baterías de iones de sodio para transporte, almacenamiento y energía de reserva.
Y en Francia, TIAMAT, empresa de la que Tarascon es asesor científico, inventó la primera pila de iones de sodio diseñada para su uso en un producto comercial: un taladro eléctrico inalámbrico.
El mes pasado firmó un contrato con la empresa tecnológica estadounidense Endeavour para fabricar baterías para centros de datos de IA.
Sin embargo, el país que lidera la adopción de baterías de iones de sodio es China. La potencia asiática ya domina el mercado de las baterías de iones de litio, una de las razones por las que ha hecho fácilmente el cambio, afirma Zhang.
Las empresas chinas ya han invertido más de 7.600 millones de dólares en tecnología de iones de sodio, y sólo en 2024 se anunciaron 27 nuevas instalaciones de producción.
Empresas como Yadea, HiNa y Contemporary Amperex Technology (CATL) están adquiriendo una ventaja competitiva en el mercado mundial de baterías de iones de sodio, dando otro gran paso en la industria de tecnologías limpias del país.
Y, a diferencia de sus homólogos occidentales, ya están poniendo en circulación vehículos propulsados por sodio.
Yadea, por ejemplo, está empezando a vender ciclomotores eléctricos impulsados por sodio tras un exitoso proyecto piloto con 150.000 mensajeros de reparto de comida en Shenzhen.
Aunque estos vehículos de dos ruedas sólo tienen una autonomía de unos 70 kilómetros, el fabricante ha construido estaciones de intercambio de baterías en las que los propietarios pueden cambiar las baterías agotadas en menos de un minuto, en lugar de tener que esperar horas para recargarlas.
CATL, el mayor fabricante mundial de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía, anunció a principios de año un plan para producir en serie baterías de iones de sodio para camiones pesados y automóviles bajo una nueva marca llamada Naxtra.
Las motocicletas y ciclomotores eléctricos ya son omnipresentes en China, con unos 55 millones de unidades vendidas sólo en 2023.
Ahora, las incursiones del país en los vehículos con baterías de sodio podrían crear un enorme potencial de expansión en todo el Sur Global, sobre todo en Asia y África, afirma Kate Logan, directora del China Climate Hub y de diplomacia climática del Asia Society Policy Institute, con sede en Estados Unidos.
“Dado que el uso de vehículos de dos y tres ruedas se concentra en el Sur Global, estos mercados serán aún más importantes para las estrategias generales de las empresas chinas desde el comienzo, en lugar de verse impulsados por factores como las tensiones comerciales y la falta de acceso a los mercados del Norte Global”, explica Logan.
Convertir estas bicicletas y triciclos masivamente a la energía eléctrica en los mercados del Sur Global tendrá un impacto significativo tanto en las emisiones como en el uso de combustibles fósiles, añade.
Por su parte, Tarascon prevé un gran cambio en el tamaño de los coches durante la próxima década, incluyendo en el Norte Global.
“Vamos a tener coches más pequeños en las ciudades, más taxis y más vehículos de corto alcance, así que, automáticamente, la batería de iones de sodio tendrá un papel cada vez más importante”, afirma.
“Si miro al futuro, esta tecnología mejorará sin duda, y creo que se hará con una gran parte del mercado, porque hay una enorme demanda de energía de baterías y las de iones de litio no pueden hacerlo todo”.
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