Baterías de flujo: ¿puede un coche eléctrico moverse con agua y sal?

NanoFlowcell es una empresa privada, fundada en Suiza en 2013 y afincada hoy en Liechtenstein, dedicada a la investigación y el desarrollo de las denominadas baterías de flujo, así como de sus posibles aplicaciones. Se dio a conocer hace unos cuatro años con la presentación de los eléctricos QUANT FE y Quantino en el Salón de Ginebra. Dos años después fue el QUANT 48volt quien mantuvo la promesa de una gran eficiencia y autonomía gracias a la utilización de una nueva tecnología, patentada por ellos mismos, mediante baterías de flujo.

¿QUÉ ES Y CÓMO FUNCIONA UNA BATERÍA DE FLUJO?

Ideado en la década de los 70 como parte de un proyecto de la NASA, las baterías de flujo se asemejan a las pilas de combustible que funcionan con hidrógeno. Pero en su caso, en lugar de hidrógeno y oxígeno, aquí lo que reaccionan son dos soluciones electrolíticas salinas denominadas Bi-Ion, cada una almacenada en su propio depósito.

Los electrolitos disueltos en esta solución líquida se hacen circular mediante una bomba  –de ahí el nombre de 'flujo'– hasta la celda electroquímica o 'pila', donde ambas soluciones quedan separadas por una membrana. Entonces, la solución líquida del ánodo se divide en iones cargados positivamente que cruzan la membrana y electrones, en un proceso denominado oxidación. Estos electrones son aprovechados para generar la corriente que acciona el motor eléctrico. Finalmente, éstos llegan al otro lado de la pila, donde reaccionan con la solución líquida del cátodo en un proceso denominado reducción.

Esquema de funcionamiento

Una de sus características principales es que éste es un procedimiento reversible. Es decir, igual que de esta manera se puede extraer energía en forma de corriente eléctrica, también se pueden recargar al invertir el proceso de reacción. En cualquier caso, lo que las hace verdaderamente interesantes para el sector del transporte es que los tanques se pueden rellenar al igual que se reposta en una gasolinera convencional.

La potencia máxima depende del número de pilas del conjunto de la batería, cuantas más haya, mayor potencia será capaz de desarrollar. Por su parte, la cantidad de energía almacenada –kilovatios hora– será mayor cuanto más grandes sean los tanques de almacenaje de solución líquida.

NANOFLOWCELL QUANTINO: EL ELÉCTRICO DE LOS 1.000 KILÓMETROS

La empresa suiza, como se ha comentado antes, ha sido la primera en desarrollar una tecnología de estas características para un coche de calle. El Quantino fue el primer modelo con batería de flujo que recibió la homologación para circular por carreteras europeas. En el momento de su presentación anunciaba una autonomía superior a los 1.000 kilómetros con una velocidad máxima de 200 kilómetros/hora. Iba acompañado de otros dos prototipos, el QUANT FE y el QUANT E que ofrecían prestaciones superiores a los 300 kilómetros/hora en el primer caso y cercanas a los 400 kilómetros/hora en el segundo.

Desde entonces, NanoFlowcell se ha dedicado a investigar y experimentar con su modelo de calle, el Quantino, con el que recientemente ha superado la barrera de los 350.000 kilómetros impulsado, no por agua salada como tal, sino por una disolución acuosa de sales orgánicas, inorgánicas y electrolitos. El coche, aún en fase de prototipo, no ha mostrado ninguna clase de problema mecánico en todo el proceso, ni siquiera en la membrana de la celda electroquímica o en las bombas que impulsan el líquido. Su consumo, además, ha sido de entre ocho y diez kilovatios hora por cada 100 kilómetros, valores ciertamente inferiores a los de un eléctrico convencional, todo ello sin dejar de lado sus aspiraciones deportivas.

BATERÍAS DE FLUJO: VENTAJAS E INCONVENIENTES

Uno de los principales pros de esta tecnología, mencionado anteriormente, es la posibilidad de recargar los tanques como si un coche de combustión se tratara, al igual que ocurre con la pila de hidrógeno. Sin embargo, frente a esta última, no se hacen necesarios unos tanques a prueba del mismo –el hidrógeno es inflamable en contacto con el aire–, pues el 'combustible' solo es una solución salina de agua, composición que, además, no dificulta en demasía su obtención y, además, es respetuoso con el medio ambiente.

En lo que respecta a la autonomía frente a los eléctricos corrientes, la tecnología de baterías de flujo aporta una mayor eficiencia derivada de su mayor densidad energética. Para poner en contexto, una batería ión-litio convencional tiene una densidad energética de entre 250 y 500 vatios hora por litro, mientras que en el caso de las de flujo este valor se incrementa hasta los 600, lo que en el caso del Quantino le permite anunciar una autonomía de hasta 1.000 kilómetros.

Finalmente, en lo que confiere a la vida útil, el Quantino no ha mostrado ninguna pérdida de rendimiento o signos de fatiga en su mecánica salvo las típicas inspecciones de frenos y cambios de neumáticos. Según datos de los propios fabricantes de coches eléctricos, la vida media de éstos es de unos 3.000 ciclos de carga, lo correspondiente a entre seis y ocho años, y una pérdida de capacidad de batería de en torno al 8% tras más de 150.000 kilómetros. NanoFlowcell por su parte anuncia para este sistema una vida de 50.000 horas de conducción y un precio de recambio del sistema no superior a 600 euros en caso de alguna incidencia.

Pero hay otra ventaja adicional importante. Por ejemplo, funciona a 48 voltios en lugar de los 400 o más que utilizan los eléctricos convencionales, lo cual les permite reducir notablemente el cableado eléctrico. Aparte de ello, también deja de depender de elementos tales como el litio o las tierras raras, imprescindibles en las baterías de hoy día y que se obtienen de países como China, Rusia, Bolivia, etc., lo que evita en cierta medida la creación de tensiones geopolíticas.

¿Qué tiene esta tecnología en su contra? En primer lugar, los depósitos de líquido, que con su gran tamaño ocupan cierto espacio y concentran gran parte del peso. En cuanto a la economía de uso, el eléctrico convencional consume de media uno 13,5 kilovatios hora por cada 100 kilómetros. A un precio de 0,1 euros el kilovatio hora, el cálculo arroja un precio de 1,35 euros por cada 100 kilómetros. Según la empresa suiza, el coste por litro de la solución salina es de 0,1 euros por cada litro. Si se tiene en cuenta que el coche cuenta con dos depósitos de 159 litros cada uno para recorrer unos 1.000 kilómetros, el precio arrojado es de 3,2 euros por cada 100 kilómetros. Es más caro, pero aún con todo, el precio por kilómetro todavía es menor que el de un vehículo de combustión.

Por último está el tema del suministro de la solución líquida, pues actualmente NanoFlowcell es la única empresa que la puede abastecer, por lo que una red de recarga medianamente extendida todavía está muy lejos de llegar a ser una realidad.

En definitiva, la implementación de esta tecnología puede acarrear más ventajas que desventajas si finalmente termina por llegar a buen puerto. Ofrece mayor autonomía sin merma en las prestaciones, un sistema de recarga instantáneo como el que se acostumbra a realizar en una gasolinera y de obtención limpia, un mantenimiento sencillo y larga vida útil. Sin embargo, el coste por kilómetro todavía no alcanza al de un eléctrico convencional y se trata de una tecnología tan temprana que su comercialización a escala global todavía está lejana principalmente por un tema de suministros. Nunzio La Vecchia, CEO de NanoFlowcell, estima en varios años el desarrollo y asentamiento de esta tecnología.