Hasta hace poco, el hidrógeno era considerado el combustible del futuro y también como sustitución de las populares baterías de litio como forma de carburante eléctrico. Sin embargo, Japón hizo una jugada arriesgada que parece dar resultado al cambiar el hidrógeno por el manganeso. Veamos de qué se trata.
La batería de manganeso: una posible solución para el motor eléctrico
Aunque las baterías de Iones de Litio han sido, tradicionalmente, las preferidas para impulsar el motor en los coches eléctricos, tienden a ser muy grandes y pesadas. Por otra parte, encarecen el vehículo puesto que incluyen un material que es escaso y de difícil consecución: el cobalto.
Este accesorio está tan asociado con los motores que se consideran parte integral del mismo. Japón ha realizado investigaciones para mejorar su eficiencia y el precio de las mismas descubriendo un material que destroza al hidrógeno y al cobalto: el manganeso.
El cambio del manganeso por el hidrógeno ¿funciona?
El uso del manganeso por el cobalto en la industria automotriz hará que el hidrógeno sea obsoleto, por lo menos como combustible. Ya que uno de sus atributos es dar a la batería una mayor densidad energética en sus electrodos sin que se degrade. Cuestión que es el principal problema de las baterías de hidrógeno.
Y, en este contexto, el manganeso va ganando la carrera puesto que en investigaciones de este material se ha encontrado que activa efectivamente la transición estructural gracias al dominio monocíclico. Con base en este descubrimiento se buscó un método para sintetizar este elemento de forma directa y sin transición..
Se consiguió a través de una sencilla reacción química en estado sólido. El material sintetizado consiste en un manganeso nanoestructurado que tiene una gran área superficial y posee dominio monocíclico en capas. Este es un material muy prometedor que se puede usar en el electrodo positivo de las baterías de Ion de Litio.
Por otra parte, este compuesto posee una muy alta densidad energética que alcanza los 820 Wh/kg. Lo que es muy superior a otros materiales de bajo costo que con sus 500 Wh/kg o los basados en níquel que poseen 750 Wh/kg. Por otra parte, hace que se mantenga por más tiempo la carga en la batería.
Incluso en mediciones en laboratorio se tiene que no se degrada conservando los niveles de carga hasta en un 75% durante los ciclos de carga y descarga. Asimismo, con el manganeso nanoestructurado no se observa el fenómeno de decaimiento de voltaje que es muy común entre elementos de manganeso convencional.
Para entender mejor esta ventaja, debes saber que esta es una situación donde el voltaje, con el paso del tiempo, va disminuyendo. Reduciendo a su vez su eficiencia y operatividad. Como puedes ver el manganeso supera al hidrógeno en casi todos los terrenos.
El único donde el gas está a la par es en su producción que es la electrólisis. No obstante, el procedimiento para obtener el manganeso nanoestructurado también es muy sostenible, amigable con el ambiente, libre de emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero.
El problema de uso del manganeso y cómo se resuelve
Hasta ahora el manganeso no tiene usos prácticos que impliquen grandes potencias debido a que tiene un grave inconveniente: la disolución. Pero actualmente se está eliminando este problema utilizando un recubrimiento de fosfato de litio combinado con una solución electrolítica que tenga una alta concentración.
En resumen, el cambio que realizo Japón de manganesa por hidrógeno hace que el motor de los coches eléctricos funcione con una mayor eficiencia que destroza todos los récords. Aunque no debería funcionar, sorprendió a todos por su desempeño de alta densidad energética.
