El futuro cuántico de las baterías de vehículos eléctricos: avances e implicaciones

La reducción de las emisiones de carbono a través de los vehículos eléctricos requiere una visión sistémica que incluya la cadena de valor de la batería hasta la infraestructura de carga.

El cambio climático se ha convertido en un llamado urgente a nivel global, con los científicos advirtiendo que los planes actuales no son suficientes para alcanzar el objetivo de emisiones netas cero para 2050. Entre los principales contribuyentes a las emisiones de gases de efecto invernadero se encuentra el sector transporte, responsable del 23% de las emisiones de CO2 a nivel mundial y del 39% en América Latina. Ante esta realidad, la industria automotriz ha impulsado una transformación hacia los vehículos eléctricos (EV) como una solución ecológica.

Este enfoque ecológico ha desencadenado una revolución en la industria automotriz, con una transición a EV que marca un hito en la historia. Sin embargo, según un estudio del IBM Institute for Business Value (IBV), aunque los fabricantes de automóviles están comprometidos con este cambio, surgen múltiples desafíos asociados a las nuevas baterías necesarias para el funcionamiento de los vehículos eléctricos:

Rendimiento de la batería: Aunque se ha avanzado significativamente en mejorar la autonomía de los vehículos eléctricos mediante el aumento de la densidad de energía de las baterías, el rendimiento de estas se degrada con el tiempo. El aumento de las cargas y la velocidad de estas afectan la vida útil de la batería y el valor residual de los vehículos.

Escasez de materia prima: Se prevé que para 2030 habrá 5.4 millones de vehículos eléctricos en América Latina. Las baterías actuales dependen en gran medida de minerales terrestres críticos como el litio, el cobalto y el níquel. Con el crecimiento de la adopción de EV, la escasez de estos materiales podría ser un obstáculo para la transición a vehículos de cero emisiones.

Impacto ambiental: Es fundamental abordar el impacto ambiental asociado al abastecimiento de materias primas, las emisiones durante la fabricación y el reciclaje de baterías usadas. Sin embargo, comprender la compleja química detrás del funcionamiento de las baterías es un desafío que supera los límites de la computación clásica.

El Futuro Cuántico de las Baterías de EV

En este escenario, la computación cuántica surge como una esperanza para superar las limitaciones de la computación clásica en la simulación de materiales. Los investigadores están recurriendo a la computación cuántica para identificar materiales alternativos, más abundantes y económicos, que puedan utilizarse para producir baterías más eficientes y respetuosas con el medio ambiente.

Las simulaciones cuánticas permiten un análisis más realista de los materiales y sus interacciones con el funcionamiento de los dispositivos, los procesos de fabricación y las condiciones de uso. Esto posibilita una experimentación productiva en la computadora y reduce la necesidad de investigación y desarrollo en laboratorios.

Un ejemplo es Mitsubishi Chemical, que busca el potencial de las baterías de litio-oxígeno, con mayor autonomía y ligereza en una sola carga. Los investigadores exploran el uso de nuevos algoritmos basados en la computación cuántica para comprender mejor esta tecnología.

El Futuro es Ahora

La reducción de emisiones de carbono mediante vehículos eléctricos exige una visión sistémica que abarque desde la cadena de valor de las baterías hasta la infraestructura de carga. Aquellos líderes que aprovechen tecnologías avanzadas y construyan ecosistemas sólidos estarán mejor posicionados para cumplir con los objetivos de emisiones netas cero y alcanzar ventajas competitivas en el mercado.

La computación cuántica se erige como una herramienta poderosa para revolucionar la industria automotriz y construir un futuro más sostenible y limpio para las generaciones venideras. El avance cuántico es ahora una realidad que nos invita a impulsar el cambio hacia una movilidad verde y responsable con el medio ambiente.

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