Gran parte de la tecnología detrás de las baterías que alimentan los vehículos eléctricos y los teléfonos inteligentes proviene de los EE. UU. La mayoría de las baterías las fabrican empresas asiáticas que utilizan materiales producidos en China.
Susan Babinec está intentando volver a poner a EE.UU. al frente con pilas. Ella ha estado entre los principales científicos de baterías de EE. UU. durante más de 20 años y cree que la ciencia de vanguardia hará que eso suceda.
“Todo el mundo sabe lo que está en juego”, dijo Babinec. A medida que las baterías se vuelven más sofisticadas, “estamos jugando con la fuerza de los Estados Unidos. Somos científicos malos”.
La Sra. Babinec ha desempeñado papeles clave en el ascenso, caída y ascenso nuevamente de la industria de baterías de EE. UU. Actualmente líder de investigación y desarrollo de baterías en el Laboratorio Nacional Argonne en las afueras de Chicago, la Sra. Babinec posee más de 50 patentes. Ha trabajado con el gobierno federal, el más famoso arranque fallido de baterías y el gigante químico Dow Chemical..
La transición lejos de los combustibles fósiles ha provocado una carrera armamentista mundial para mejorar la tecnología de las baterías. Mejores baterías extenderían el alcance y acelerarían la carga de los autos eléctricos. Permitirían que la energía solar y eólica hiciera funcionar la red eléctrica incluso después de que el viento se detuviera y el sol se pusiera.
Estados Unidos se ha quedado muy atrás en cuanto a baterías. China representa el 79% de la producción de celdas de iones de litio, en comparación con el 7% en los EE. UU. y el 7% en Europa, según Wood Mackenzie. China produce alrededor del 80% de los productos químicos utilizados en las baterías de iones de litio, según Benchmark Mineral Intelligence, que rastrea la cadena de suministro de las baterías.
La administración de Biden y los inversionistas privados están tratando de revertir eso. Están financiando nuevas empresas de baterías, desarrollando minas de litio en los EE. UU. y con el objetivo de reducir el costo de las baterías para la red eléctrica en un 90% dentro de la década.
El primer encuentro cercano de la Sra. Babinec con la electricidad ocurrió cuando clavó unas tijeras en un enchufe cuando era niña. Ella quedó brevemente inconsciente y se despertó al otro lado de la habitación. Se desmayó en su casa pero resultó ilesa.
Se unió a Dow Chemical en 1979 después de obtener una licenciatura en química en la Universidad de Wisconsin y se convirtió en la primera becaria corporativa del gigante químico, la científica de más alto nivel en la empresa, en 1998. También trabajó para el grupo de capital de riesgo de Dow, donde ganó experiencia en el desarrollo de nuevos negocios.
La gerencia de Dow le pidió que elaborara una estrategia en energía. Rápidamente aterrizó en las baterías, que pensó que eran una buena opción para un gran productor de productos químicos y materiales. “Vi que iba a ser un gran juego de materiales, y Dow era una empresa de materiales”, dijo.
La demanda de computadoras portátiles y teléfonos móviles estaba aumentando. Poco después, los investigadores de Argonne solicitaron una patente para lo que se convertiría en uno de los tipos dominantes de baterías de iones de litio. El dinero comenzó a fluir hacia las nuevas empresas de baterías.
La Sra. Babinec quería que Dow adquiriera una empresa de energía alternativa llamada T/J Technologies que se especializaba en nanomateriales. Dow rechazó el trato y una startup de baterías calientes llamada A123 Systems lo compró.
Frustrada con la lentitud del cambio en Dow, se unió a A123 en 2007. Trabajando en las instalaciones de investigación de la compañía en Ann Arbor, Michigan, la Sra. Babinec se deleitaba con la cultura despreocupada de una empresa emergente. En su segundo día de trabajo, se rompió una tubería y ella ayudó a arreglarla. “Si estuviera en Dow, tendría que llamar al sindicato y me habría llevado semanas arreglarlo”, dijo.
““Estamos jugando con la fuerza de Estados Unidos. Somos científicos malos”.”
A123 sufrió una serie de contratiempos. Los vehículos eléctricos no lograron despegar en EEUU pese al auge de Tesla C ª.,
y la tecnología de las baterías avanzó más lentamente de lo esperado. Se encontró un defecto en una de las baterías de la empresa, lo que provocó una retirada y pérdidas de millones de dólares. El grupo de la Sra. Babinec descubrió cuál era el problema. “Nunca olvidaré ese día”, dijo.
La empresa se declaró en quiebra en 2012 y la Sra. Babinec estuvo brevemente sin trabajo. Marcó el comienzo de una sequía de un año en la financiación de proyectos de energía limpia en los EE. UU. El colapso de alto perfil de la startup solar Solyndra en 2011 y los precios muy bajos del gas natural que socavaron la urgencia de la transición lejos de los combustibles fósiles agotaron el entusiasmo de los inversores. por la energía limpia. Mientras tanto, el gobierno chino impulsó las baterías y los materiales que las componen, como el cobalto y el litio.
Aproximadamente un mes después de que fallara el A123, la Sra. Babinec se unió a la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía del Departamento de Energía, o ARPA-E. Siguiendo el modelo del brazo de investigación del Departamento de Defensa, ARPA-E financia proyectos de innovación en etapa inicial. Con fondos privados ajustados, la Sra. Babinec ayudó a dirigir $ 120 millones a una variedad de compañías de baterías durante un período de seis años.
Entre las empresas de baterías que la Sra. Babinec ayudó a financiar se encuentran: Natron Energy, que está desarrollando una batería recargable que utiliza abundante sodio en lugar de litio, que es más difícil de conseguir; Sila Nanotechnologies Inc., una startup de Silicon Valley que recaudó $590 millones en nuevos fondos en enero de 2021; e Ion Storage Systems, un desarrollador de las llamadas baterías de estado sólido que pueden durar más que la tecnología estándar actual.
Los antecedentes comerciales de la Sra. Babinec resultaron valiosos para los científicos con poca experiencia fuera del laboratorio. Eric Wachsman, profesor de química en la Universidad de Maryland y fundador de Ion Storage Systems, dijo que cuando realizó un experimento con los materiales de su batería, ella lo obligó a hacerlo dos veces más con mayor precisión antes de quedar satisfecha. «Ella es una capataz», dijo.
Ion Storage planea producir anualmente más de un millón de baterías del tamaño de un teléfono celular en sus instalaciones de Maryland a partir de 2023. La compañía tiene un contrato para desarrollar baterías para el Ejército de EE. UU. y prevé producir una batería para vehículos eléctricos en varios años.
La Sra. Babinec dejó ARPA-E en 2018 y se unió a Argonne, asumiendo el liderazgo de su programa de almacenamiento de energía estacionario, que incluye un enfoque en baterías de larga duración. Argonne es descendiente del laboratorio de Chicago donde Enrico Fermi trabajó en reacciones nucleares para el Proyecto Manhattan.
Las baterías de larga duración, a menudo de escala masiva, capturan la energía intermitente generada por los molinos de viento y la energía solar. Pueden distribuir energía durante largos períodos de tiempo, como varios días, según la necesiten los clientes. Las baterías de iones de litio, por el contrario, solo pueden descargarse durante cuatro o cinco horas. Gran parte de la tecnología sigue siendo costosa y no probada a gran escala, pero una red eléctrica alimentada por energía renovable es imposible sin ella.
COMPARTE TUS PENSAMIENTOS
¿Cree que Estados Unidos puede superar a China como líder mundial en baterías? ¿Por qué o por qué no? Únase a la conversación a continuación.
Un arma secreta para los investigadores de Argonne es la fuente de fotones avanzada, un dispositivo masivo de rayos X de alta energía que brinda a los científicos la capacidad de observar el interior de las baterías mientras funcionan. El dispositivo puede ayudar a descubrir nuevas combinaciones químicas para maximizar el rendimiento de la batería. Una actualización actualmente en curso que se completará en los próximos años lo hará 500 veces más brillante, dijeron los científicos de Argonne.
El verano pasado, dentro de una habitación herméticamente sellada en lo más profundo del extenso complejo de laboratorios de Argonne, Babinec señaló una máquina que recubría lentamente una placa de cobre con una fina capa de grafito, un material clave para las baterías de iones de litio.
Pensando en la falla del A123, la Sra. Babinec dijo que el proceso tenía que ser perfecto. De lo contrario, dijo, “puedes destruir una empresa”.
Escribir a Scott Patterson en scott.patterson@wsj.com
Copyright ©2022 Dow Jones & Company, Inc. Todos los derechos reservados. 87990cbe856818d5eddac44c7b1cdeb8
Fuente: WSJ