La demanda de los componentes básicos que forman parte de los cátodos de las baterías de iones de litio, el níquel y cobalto se ha incrementado con la electrificación del automóvil. Para que sea posible satisfacer la demanda de la industria de estos materiales, reciclar las baterías será imprescindible y viablemente económico si se hace a gran escala, ha afirmado Akira Yoshino, el químico japonés que ha recibido el premio Nobel por sus trabajos pioneros en el desarrollo de las baterías de iones de litio, junto a John B. Goodenough y a Stanley Whittingham.

La composición química más habitual para los actuales cátodos de las baterías de litio está formada por proporciones variables de níquel, cobalto y manganeso (NCM). Actualmente se trabaja con cátodos NCM 622, fabricados con el 60% de níquel, el 20% de cobalto y el 20% de manganeso. Los principales actores de esta industria ya trabajan en aumentar la proporción de níquel y reducir la de cobalto y a la vez ofrecer mayor densidad energética y menores costes de producción y ya se fabrican cátodos NCM 811 con el 80% de níquel, el 10% de cobalto y el 20% de manganeso. 

Las condiciones para el abastecimiento de cobalto son generalmente complicadas, ya que la mayoría del suministro mundial proviene del Congo. El níquel es un material que preocupa cada vez más a los fabricantes. Sus precios podrían llegar a duplicarse en 2022, lo que provoca una gran incertidumbre sobre si realmente se logrará abaratar el precio de las baterías o si habrá suministros suficientes para satisfacer la demanda de los fabricantes.

La industria minera tiene dificultades para ampliar lo suficientemente rápido su capacidad de suministro de las materias primas necesarias para la fabricación de baterías, lo que ofrece al reciclaje una oportunidad de expandir su mercado, siendo actualmente China el líder de este sector. Para Yoshino la viabilidad del proceso de reciclaje depende completamente de la economía de escala.

La industria tiene la obligación de desarrollar la tecnología para aumentar la capacidad de las baterías y la sociedad de alimentarlas con energías renovables, solar y eólica. Yoshino predice que en 2025 los vehículos eléctricos representarán alrededor del 15 % de las ventas de automóviles nuevos en todo el mundo, con la masiva incorporación de vehículos compartidos y autónomos. “En el futuro la posesión de un automóvil será sustituida por servicios de movilidad compartida con vehículos autónomos”.

Akira Yoshino tiene hoy 71 años, trabaja en Asahi Kasei Corp y es profesor de la Universidad de Meijo. Hace unos días recibió el premio Nobel de química compartido con el estadounidense John B. Goodenough, de la Universidad de Texas en Austin y el británico Stanley Whittingham, de la Universidad SUNY Binghamton.

Whittingham, de 77 años, descubrió en la década de 1970 que era posible transportar átomos de litio de un electrodo a otro a temperatura ambiente, lo que facilitaba la capacidad de recarga de las baterías. Goodenough, de 97 años, convirtió la batería de Whittingham en viable eliminando el problema de su inestabilidad térmica, que podía propiciar incendios. La investigación de Yoshino garantizó su estabilidad química y convirtió a la batería de litio en un producto viable económicamente.

En la década de 1980, Yoshino, enfocó su investigación en el problema de la estabilidad química, y logró combinar los avances de Goodenough usando óxido de cobalto como cátodo y carbono como ánodo, lo que ayudó a aumentar el voltaje y, por lo tanto, el potencial de la batería. Su trabajo permitió a Sony Corp. lanzar una batería de iones de litio para pequeños dispositivos electrónicos en 1991.

La reducción del tamaño de las baterías manteniendo la energía que son capaces de transportar ha continuado desde entonces empleándose en muchos más campos industriales. El sector del transporte está a punto de entrar en una nueva dimensión gracias a estas baterías que son lo suficientemente pequeñas y potentes como para que los vehículos eléctricos sean prácticos, lo que contribuirá a reducir las emisiones de carbono en general.