Baterías y pilas

Sabemos que la quema de combustibles fósiles o biomasa emiten dióxido de carbono a la atmósfera, gas que empeora el calentamiento global antropogénico en que está envuelto el planeta. Si queremos usar generadores de energía fotovoltaicos o eólicos que sustituyan las combustiones, debemos considerar que la producción y el consumo de la energía pueden no coincidir en el tiempo. ¿Cómo proporcionar energía si no hay viento ni Sol? Necesitamos que el exceso de energía producida pueda guardarse en un almacén para suministrarla cuando se demande. Los embalses de agua son uno de los almacenes de energía más usados, otro, las pilas y baterías; a éstas me voy a referir. Recordemos que en España, no en EE.UU., se utilizan términos diferentes según los dispositivos sean recargables o no: baterías (de ácido-plomo, por ejemplo, usada en la mayoría de los vehículos) se nombran los primeros, pilas (como las alcalinas) se denominan los segundos.
Ya han pasado años desde que, en el 1800, Alessandro Volta comunicó a la Royal Society el invento de la pila que lleva su nombre. Una batería (o pila) eléctrica convierte la energía química en corriente eléctrica, cualquiera que sea su tamaño: miniatura, las presentes en audífonos y relojes, o grande como una habitación, las que proporcionan energía a centrales telefónicas y ordenadores de centros de datos. Su funcionamiento se basa en una reacción química de oxidación-reducción; reacción que tiene dos componentes, uno pierde electrones y el otro los gana, de tal manera que ninguno se consume y ambos pueden retornar a su estado original. Baterías y pilas que se descargan cuando se acoplan al circuito eléctrico externo que necesita energía para funcionar; y se cargan -sólo las baterías- cuando se les aplica una corriente eléctrica externa.
Los coches eléctricos actuales usan baterías. Baterías de litio que contienen un líquido que se solidifica tras múltiples ciclos de carga-descarga; indeseado fenómeno que deteriora su capacidad para almacenar y proporcionar electricidad. Para solucionarlo se están desarrollando baterías de estado sólido, que sustituyen al líquido por un sólido; con ello aumenta su duración, pues no se degradan con los sucesivos ciclos de carga-descarga; además, reducen el tiempo de su recarga y pueden almacenar más energía, o sea, proporcionan más autonomía al vehículo. Dejamos para el futuro las baterías de grafeno, capaces de almacenar mucha más energía (proporcionan mil kilómetros de autonomía) y cuyo tiempo de carga no sobrepasa los ocho minutos.