Científicos descubren con IA una molécula capaz de regenerar baterías de vehículos eléctricos

Científicos usan IA para regenerar baterías de autos eléctricos con una molécula revolucionaria.

Científicos en China han utilizado inteligencia artificial para descubrir una molécula capaz de reponer iones de litio en baterías agotadas de vehículos eléctricos (VE), extendiendo significativamente su vida útil. La molécula identificada por la IA, el trifluorometanosulfinato de litio, permite recargar las baterías miles de ciclos mientras mantienen una alta capacidad. Este avance podría reducir los costos de las baterías, minimizar residuos y hacer que los vehículos eléctricos sean más sostenibles y accesibles.

Un equipo de investigadores en China está empleando inteligencia artificial para revivir baterías viejas de EVs. Alargar la vida útil de las baterías de iones de litio sería un gran beneficio para hacer los vehículos eléctricos más duraderos y rentables, mitigar la creciente demanda de litio y frenar el flujo de minerales críticos —y tóxicos— hacia los vertederos.

Los científicos buscaban una molécula que pudiera reinyectar iones de litio en una celda agotada, recuperando su capacidad. Una batería de EV se considera "muerta" cuando su capacidad cae por debajo del 80% de su valor original, lo que suele ocurrir entre 8 y 10 años después de su fabricación. Sin embargo, al reintroducir iones de litio después de que la batería agote su ciclo de vida, estas podrían "resucitar".

El desafío era identificar qué moléculas lograrían esta hazaña. Las combinaciones posibles son enormes, y probarlas en laboratorio requeriría mucho tiempo y recursos. Por eso, los investigadores decidieron emplear IA para resolverlo. "No teníamos idea de qué moléculas podrían funcionar ni cómo serían sus estructuras químicas, así que usamos aprendizaje automático", explicó Chihao Zhao, miembro del equipo de la Universidad de Fudan, en declaraciones a Scientific American.

El modelo de IA determinó que tres moléculas cumplían los requisitos. Entre ellas, los investigadores seleccionaron la más adecuada: una sal llamada trifluorometanosulfinato de litio (LiSO₂CF₃).

En su estudio, publicado en Nature, describen cómo esta sal podría superar las limitaciones tradicionales de vida útil de las baterías mediante "una estrategia de suministro de litio a nivel celular".

"Esto implica agregar externamente una sal de litio orgánica a una celda ya ensamblada, que se descompone durante la formación de la celda, liberando iones de litio y expulsando ligandos orgánicos como gases", detalla el estudio. "Este proceso no invasivo y rápido preserva la integridad de la celda sin requerir desmontaje".

El resultado es una batería de iones de litio capaz de recargarse 11.818 ciclos manteniendo el 96% de su capacidad, un logro que podría multiplicar la vida útil de las baterías comerciales para EVs. "Estos sistemas muestran mayor densidad energética, mejor sostenibilidad y menor costo en comparación con las baterías tradicionales", señala el estudio.

Aunque la investigación está en etapas iniciales, podría revolucionar el sector de los VE si se perfecciona y escala. Reducir el costo de las baterías —que representan alrededor del 40% del precio de un EV— tendría un impacto significativo en la accesibilidad de estos vehículos. Además, ayudaría a abordar el creciente problema de los residuos de baterías.

Un informe de la ONU estima que, para 2040, habrá 20.500 kilotoneladas de baterías de iones de litio desechadas, principalmente de VE. Sin embargo, la capacidad global de reciclaje es de solo 350.000 toneladas anuales, concentradas en China.

La IA también se está utilizando para mejorar el reciclaje de baterías, en parte para reducir la dependencia de China en este sector. Una startup de Hong Kong emplea inteligencia artificial en un sistema portátil de reciclaje que usa robots para clasificar, triturar y filtrar materiales valiosos de baterías usadas (aunque aún no incluye baterías de EVs). Este sistema podría ser un primer paso para abordar el problema de los residuos de vehículos eléctricos.

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