Las baterías de iones de litio han transformado todo, desde la electrónica de consumo hasta vehículos eléctricos y almacenamiento de energía. Pero para impulsar la próxima ola de tecnología (desde aviones hasta teléfonos inteligentes) necesitan volverse más densas.
Una opción es reemplazar los ánodos de grafito que contienen por otros de silicio. Ánodos de silicio Puede almacenar 10 veces la cantidad de iones de litio que el grafito y ocupan mucho menos espacio. Eso significa baterías más eficientes que duran más.
Holandés puesta en marcha LeydenJar ha estado promocionando sus beneficios durante años. La empresa ha embolsado una saludable financiación de 100 millones de euros hasta la fecha: un voto de confianza de los inversores en sus finísimos ánodos de silicio puro. Y hoy, la compañía anunció el sitio de su primera fábrica, cuya inauguración está prevista para 2026.
Silicon Valley de los Países Bajos
La instalación, en Strijp-T en Eindhoven, Países Bajos, producirá 70 MWh de ánodos, suficiente para 4 millones de baterías de teléfonos inteligentes. Otras aplicaciones incluyen baterías de alta densidad en droneswearables y portátiles.
A veces denominada el Silicon Valley de los Países Bajos, la “sinergia” de Eindhoven entre universidades, institutos de investigación y empresas industriales proporciona el caldo de cultivo perfecto para crecer, dijo Chris Rood, director ejecutivo de LeydenJar.
La fábrica, denominada PlantOne, se centrará al principio en el mercado de la electrónica de consumo, con planes de expandirse a los vehículos eléctricos “en el futuro”. Se espera que la instalación contrate a 100 personas a tiempo completo una vez que esté operativa.
Si bien la compañía no reveló a ninguno de sus clientes, su desarrollador comercial Tim Aanhane le dijo a TNW que es trabajando con algunas de las 10 mayores empresas de electrónica de consumo.
“Les enviamos muestras A para que evalúen nuestra tecnología y nuestro potencial. Una vez finalizada esta fase, comenzamos a calificar nuestro material para su introducción en las líneas de productos”, afirmó.
LeydenJar afirma que las baterías equipadas con sus ánodos podrían cargar un teléfono al 80% en menos de siete minutos. Y la tecnología podría hacer que las baterías de las computadoras portátiles sean un 40% más pequeñas, lo que permitiría diseños más delgados. En drones, casi podría duplicar el alcance.
La compañía planea construir una segunda fábrica a gran escala, PlantTwo, en 2028.
Salsa secreta de silicona
En realidad, el silicio se utilizó para fabricar ánodos antes que el grafito. Pero los desafíos técnicos han mantenido en gran medida los ánodos de silicio en los confines del laboratorio. El problema es que el silicio se hincha y se rompe fácilmente cuando se carga, lo que reduce la vida útil de las baterías en las que se utiliza e incluso las hace potencialmente inseguras.
LeydenJar ha solucionado este problema al pequeñas columnas de silicio, de varios micrómetros de espesor, sobre láminas de cobre. A diferencia de una lámina sólida de silicio, los espacios entre estas columnas permiten que se hinche dentro del propio material, lo que evita que impacte la celda en su conjunto.
Las columnas con forma de esponja son porosas y flexibles, y conducen a un área de carga de ánodo alta, lo que significa más lugares para que los electrones se adhieran. Esto se traduce en una densidad energética de hasta 1.350 Wh/l o 390 Wh/kg. Esto supone hasta un 70 % más de almacenamiento de energía que un equivalente de ánodo de grafito.
Según LeydenJar, su proceso patentado, un tipo de deposición de vapor de plasma, utiliza 85% menos energía que los métodos existentes, haciéndolo potencialmente más respetuoso con el medio ambiente.
Además, las capas de ánodo ultrafinas, junto con el bajo coste del silicio, podrían hacer que la producción de ánodos a escala giga sea más barata, afirma la startup.
La tecnología podría incluso ayudar a reducir la dependencia de Europa de las importaciones extranjeras.
Carrera de la UE por la soberanía tecnológica
Desde semiconductores hasta vehículos eléctricos, la Unión Europea busca aumentar la producción de tecnologías críticas para la transición verde. Pero no se contenta con construir más; también quiere utilizar fabricantes, proveedores y materias primas locales siempre que sea posible.
Es más fácil decirlo que hacerlo. De todos los grandes avances tecnológicos realizados en los últimos años, la mayoría provino de Asia y Estados Unidos. Si Europa quiere mantener el ritmo, Debes idear alguna gran tecnología, rápida o enfrentarte a quedarte atrás.
Gigantes tecnológicos como ASML, también based en Eindhoven, ofrecen un rayo de esperanza. La empresa fabrica las máquinas de litografía en las que confían todos los principales fabricantes de chips, desde Taiwán hasta Texas. Otro es Arm, con sede en el Reino Unido, cuyo arquitecturas de chips se puede encontrar en casi todos los teléfonos inteligentes del mundo.
Para LeydenJar, una de las mayores ventajas es que, a diferencia del grafito, que en su mayor parte proviene de China, el silicio está disponible en abundancia en todo el mundo, incluida Europa.
Si bien la startup todavía es pequeña en comparación con los gigantes de las baterías de China o Japón, Aanhane dice que la apertura de su primera planta es un «paso importante» para impulsar el «desarrollo europeo de baterías y materiales».