Un material clave para baterías de vehículos eléctricos puede provenir de una fuente sorprendente

El grafito es clave para la fabricación de baterías de iones de litio que alimentan desde automóviles eléctricos hasta teléfonos inteligentes. Aunque China es el principal productor y exportador mundial del carbono cristalino, ha habido un impulso para desarrollar una cadena de suministro en Estados Unidos.

Molten Industries, una startup con sede en Oakland, está trabajando para construirla aprovechando algo que es barato y abundante en EE.UU.: el gas natural. La empresa ha desarrollado una técnica especializada para descomponer metano en grafito e hidrógeno, este último puede ser utilizado como una fuente de energía limpia. El esfuerzo está financiado en parte por una ronda de financiamiento Serie A de $25 millones, liderada por Breakthrough Energy Ventures (BEV) de Bill Gates.

“Esto está en la intersección de dos áreas temáticas muy importantes en tecnología climática para nosotros en Breakthrough: hacer que las baterías sean escalables y más rentables para impulsar el crecimiento de las ventas de vehículos eléctricos y, por otro lado, hidrógeno limpio de bajo costo”, dijo David Danielson, Director General de BEV.

Las grandes empresas automotrices están hambrientas de grafito doméstico confiable y de bajo costo debido a problemas en la cadena de suministro internacional, agregó. El grafito generalmente se extrae o se fabrica sintéticamente a partir de combustibles fósiles, y China controla aproximadamente tres cuartas partes de la cadena de suministro mundial de ánodos de grafito, según datos de la firma de inteligencia mineral Benchmark.

Los costos de flete más altos, como los experimentados durante la pandemia y las restricciones temporales de exportación de China, han generado preocupaciones en EE.UU. y en otros lugares sobre el riesgo de depender en gran medida de una sola fuente del valioso material. Aumentar la producción nacional es una prioridad clave de la administración de Biden, que en 2022 invocó la Ley de Producción de Defensa para financiar la industria.

Para crear grafito, Molten utiliza la pirolisis, una técnica que implica calentar metano hasta que se descompone en sus componentes constituyentes de carbono e hidrógeno. Si no hay oxígeno ni agua presentes durante este proceso, el metano se descompone sin emisiones de CO2 resultantes.

Existen otras empresas de pirolisis, pero la mayoría crea productos como hollín o negro de carbón que no pueden usarse en la producción de baterías. Esas empresas también suelen usar calentamiento por microondas o plasma, técnicas que pueden ser muy intensivas en energía. A diferencia, el reactor de Molten es como una tostadora: utiliza calefacción resistiva, lo cual es más eficiente, según el cofundador y Director Ejecutivo Kevin Bush.

Molten dice que su grafito será competitivo en costos con otras fuentes. También cuenta con el hecho de que los clientes querrán un grafito sintético de menores emisiones que el tipo actualmente en el mercado, que se fabrica tratando materias primas basadas en combustibles fósiles mediante un proceso que emite metano y contaminantes del aire. Las únicas fuentes potenciales de emisiones en el proceso de Molten son la producción de gas natural que utiliza como materia prima o la electricidad de la red que alimenta la pirolisis.

El grafito no era una gran parte de la visión de la startup cuando se fundó en 2021. “Nuestro enfoque original era solo hacer el hidrógeno más barato con el reactor más eficiente en energía posible,” dijo Bush. “Descubrimos en el camino que en realidad podríamos hacer grafito de calidad para baterías en lugar de solo hollín de carbono amorfo.”

Molten ha construido un reactor piloto en Oakland y está construyendo una unidad comercial a escala completa del tamaño de un contenedor que, según Bush, espera que esté operativo el próximo año. Esa unidad podrá producir 500 kilogramos de hidrógeno y 1,500 kilogramos de grafito diariamente, dijo.

Queda por ver si habrá demanda de este último en las próximas décadas. Otros materiales como el silicio, el litio y el carbono duro pueden comenzar a competir con el grafito como el material predeterminado en los ánodos de las baterías, según BloombergNEF. El cambio podría potencialmente reducir a la mitad la demanda para 2035.

El mercado del hidrógeno también puede ser desafiante debido a los altos costos de producción y uso y la incertidumbre política, según Payal Kaur, analista de hidrógeno de BloombergNEF.

“Es una historia que sigue prácticamente todos los mercados,” dijo Kaur. “Tienes mucha más oferta que demanda.”

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