La revolución de las baterías es, sin duda, una de las claves para desbloquear el potencial de una era verdaderamente sostenible y tecnológicamente avanzada.

Los avances en tecnología de baterías: impulsando la energía del futuro

Innovaciones en baterías, desde tecnologías de estado sólido hasta materiales revolucionarios como el MOF Fe-Tp, están transformando la movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía, marcando el camino hacia un futuro más sostenible y eficiente.

Redacción de ITSitio febrero 3, 2025

6 minutos de lectura

La tecnología de baterías está experimentando una revolución sin precedentes, impulsada por la necesidad de superar desafíos de capacidad, vida útil y tiempos de carga. Con la creciente demanda de dispositivos móviles, vehículos eléctricos (VE) y sistemas de almacenamiento de energía renovable, la investigación y desarrollo en este campo se han intensificado a nivel global. Este artículo analiza los avances más prometedores, las innovaciones recientes en materiales y las perspectivas de un mercado que se proyecta alcanzar los 423.900 millones de dólares en 2030.

Innovaciones y nuevos materiales

Entre las tecnologías emergentes, destacan las baterías de estado sólido, las baterías de litio-aire y las de ion de sodio. Las baterías de estado sólido sustituyen el electrolito líquido tradicional por uno sólido, lo que les confiere una mayor densidad energética y una seguridad térmica superior. Estas características se traducen en vehículos eléctricos con mayor autonomía y tiempos de carga significativamente reducidos, con proyecciones de alcanzar cargas al 80% en tan solo 15 minutos.

Por otro lado, las baterías de litio-aire se perfilan como una opción revolucionaria al ofrecer una densidad energética mucho mayor que las convencionales baterías de iones de litio. Su potencial para extender la autonomía de los VE podría marcar un antes y un después en el mercado automotriz. Además, las baterías de ion de sodio surgen como una alternativa prometedora debido a la abundancia y menor coste del sodio comparado con el litio, a pesar de que actualmente su densidad energética es inferior.

En el ámbito de la investigación de materiales, un descubrimiento reciente realizado por un equipo internacional, con la participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y científicos de Emiratos Árabes Unidos e India, ha generado gran expectativa. Publicado en Angewandte Chemie International Edition, este estudio presenta un innovador material metal-orgánico (MOF) denominado Fe-Tp, que combina hierro con aldehído salicílico y se incorpora al grafito tradicional usado en los ánodos de baterías de iones de litio. Los investigadores, entre ellos José Ignacio Martínez y Felipe Gándara, destacan que este nuevo material duplica la capacidad de almacenamiento del grafito, manteniendo además una estabilidad cíclica del 89% tras 500 ciclos de carga y descarga. Este avance no solo mejora la eficiencia de las baterías actuales, sino que promete facilitar una transición hacia dispositivos más potentes, seguros y sostenibles sin requerir cambios radicales en la infraestructura de producción.

Aunque enfrentan desafíos en términos de costes y escalabilidad, su desarrollo se presenta como un hito en la transición hacia una movilidad más limpia y eficiente.

Impacto en dispositivos móviles y movilidad eléctrica

La evolución de las baterías tiene repercusiones directas en el rendimiento y autonomía de dispositivos móviles. Con la demanda de una mayor duración entre cargas y la necesidad de soportar un uso cada vez más intensivo, las mejoras en la tecnología de almacenamiento de energía son cruciales. Los nuevos materiales y tecnologías permiten que los dispositivos sean más eficientes, potentes y respetuosos con el medio ambiente, consolidando el papel fundamental de las baterías en la era digital.

La revolución en la movilidad eléctrica es otro de los pilares del avance en tecnología de baterías. Según proyecciones de consultoras como Gartner, Inc., para finales de 2025 se espera que circulen alrededor de 85 millones de vehículos eléctricos en el mundo, lo que representa un crecimiento del 25% en ventas respecto al año anterior. Las innovaciones en baterías, especialmente en aquellas de estado sólido, están reduciendo la “ansiedad de autonomía” de los consumidores, ya que permiten tiempos de carga mucho más cortos y mayor seguridad operativa. Esto, sumado a políticas gubernamentales que favorecen los vehículos de cero emisiones mediante incentivos fiscales y regulaciones ambientales, coloca a la industria automotriz en el centro de la transición energética.

Desafíos en la cadena de suministro y sostenibilidad

A pesar de los avances, la industria de las baterías enfrenta importantes retos. La dependencia de materiales críticos como el litio, el cobalto y el níquel ha generado preocupaciones sobre la sostenibilidad y los costes de producción. En este contexto, las baterías de ion de sodio se presentan como una opción viable, dada la abundancia de sodio y su menor impacto ambiental. Asimismo, la creación de un ciclo cerrado de materiales mediante el reciclaje y la reutilización es esencial para minimizar el impacto ambiental de la extracción de estos recursos y para garantizar la viabilidad a largo plazo de la tecnología.

La producción anual de baterías ha superado los 10.000 millones de celdas, lo que ha permitido bajar los costes gracias a la economía de escala. Sin embargo, este exceso de oferta también ha intensificado la competencia en precios y ha puesto a prueba la capacidad de los fabricantes para mantener márgenes de beneficio sostenibles. Según el análisis de S&P Global, la consolidación del mercado y la creciente demanda en sectores como el almacenamiento estacionario y la movilidad eléctrica ayudarán a equilibrar la oferta y la demanda en los próximos años.

Además, la geopolítica y la distribución global de la producción siguen siendo temas críticos. China lidera la fabricación de materiales esenciales para baterías, controlando entre el 85% y 95% de la capacidad mundial para la producción de cátodos y ánodos, además de contar con una alta capacidad en la transformación de cobalto y grafito. Mientras tanto, Europa y Estados Unidos buscan reducir su dependencia mediante inversiones en gigafactorías y producción local. Estos esfuerzos, junto con posibles tensiones comerciales, serán determinantes en la configuración del mercado global de baterías.

Tendencias y perspectivas para el 2025 y más allá

El mercado global de baterías está en pleno auge y se proyecta que alcanzará cifras récord en los próximos años, impulsado por la expansión de la movilidad eléctrica, el crecimiento del almacenamiento de energía renovable y la demanda incesante de electricidad. En 2025 se espera que continúen consolidándose innovaciones como las baterías de estado sólido, que podrían transformar no solo el sector automotriz, sino también el de dispositivos electrónicos y sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.

La integración vertical en la producción, especialmente en el segmento del fosfato de hierro y litio (LFP), está acelerando el desarrollo de soluciones de mayor densidad energética y a menores costes. Ejemplos notables de esta tendencia son la batería TENER de CATL, con una capacidad de 6,25 MWh, y el sistema de 8 MWh de Envision, que utiliza celdas LFP avanzadas. Estas innovaciones permiten aprovechar de forma óptima la energía renovable, lo que es clave para avanzar hacia una economía baja en carbono.

Otro aspecto a considerar es la inversión en investigación y la colaboración internacional. La experiencia acumulada en centros de investigación como el ICMM-CSIC y en asociaciones entre países de Asia, Europa, Estados Unidos y otros, es fundamental para superar barreras tecnológicas y logísticas. El desarrollo de nuevos materiales, como el recientemente descubierto MOF Fe-Tp, demuestra que la ciencia puede ofrecer soluciones viables y escalables para mejorar la eficiencia de las baterías sin comprometer la sostenibilidad.

La evolución en la tecnología de baterías no es solo una cuestión de innovación tecnológica, sino un pilar esencial para el futuro sostenible de nuestro planeta. Con mejoras en la densidad energética, tiempos de carga reducidos y materiales más sostenibles, las nuevas fronteras en baterías están allanando el camino para un futuro en el que la movilidad eléctrica, el almacenamiento de energía renovable y la eficiencia en dispositivos electrónicos sean una realidad cotidiana.

A medida que la industria se adapta a los desafíos de la producción a gran escala, la reducción de costes y la necesidad de alternativas sostenibles, es imperativo que la colaboración internacional y la inversión en investigación continúen creciendo. Este impulso no solo favorecerá el desarrollo de tecnologías más avanzadas, sino que también contribuirá significativamente a la descarbonización global y a la protección del medio ambiente.

El panorama del mercado global, que se proyecta alcanzar los 423.900 millones de dólares en 2030, evidencia que estamos en un punto de inflexión. Las baterías, que ya son protagonistas en sectores como la movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía, seguirán siendo el motor de la transición energética en los próximos años. Con innovaciones que van desde nuevas químicas y estructuras hasta la integración de materiales revolucionarios como el MOF Fe-Tp, el futuro de las baterías se vislumbra prometedor, marcando el comienzo de una nueva era en la tecnología de almacenamiento de energía.

En definitiva, la carrera por mejorar el rendimiento, la seguridad y la sostenibilidad de las baterías está en pleno auge. Con cada avance, nos acercamos a un futuro donde la energía limpia y eficiente estará al alcance de todos, transformando no solo la industria automotriz y la electrónica, sino toda la sociedad.