La batería que podría poner fin a la era de la gasolina

BatteriesElectric and Hybrid VehiclesStart-upsFactories and ManufacturingResearchEngineering and EngineersContent Type: Personal ProfileFactorial IncHuang, SiyuYu, Alex (Technology Executive)Mercedes-BenzKeller, Uwe (Automotive Executive)Kallenius, OlaStuttgart (Germany)

Un día helado de principios de enero, mientras trabajaba en su oficina de Billerica, un suburbio de Boston, Massachusetts, Siyu Huang recibió un mensaje de texto de dos palabras.

"Ruedas girando", decía. Un breve video que acompañaba al mensaje mostraba un coche sobre rodillos en un centro de pruebas.

Para el ojo inexperto, ese video no tendría nada destacable. El auto podria estar siendo sometido a una prueba de emisiones en un taller de Connecticut (salvo que no tenía tubo de escape). Pero para Huang, directora ejecutiva de Factorial Energy, el video era un hito en una búsqueda a la que ya había dedicado una década de su vida.

Huang junto con su marido, Alex Yu, y sus empleados en Factorial, habían trabajado en un nuevo tipo de batería para vehículos eléctricos, conocida como de estado sólido, que podría revolucionar la industria automovilística en pocos años, siempre y cuando se lograra superar un número desalentador de desafíos técnicos.

Para Huang y su empresa, la batería podría cambiar la manera en que los consumidores ven a los vehículos eléctricos, darles a Estados Unidos y Europa una ventaja sobre China y ayudar a salvar el planeta.

Factorial es una de las decenas de empresas que están tratando de inventar baterías que puedan cargarse más rápido, llegar más lejos y hacer que los coches eléctricos sean más baratos y cómodos que los de gasolina. El transporte es la mayor fuente de gases de efecto invernadero producidos por los seres humanos, y los vehículos eléctricos podrían ser un arma potente contra el cambio climático y la contaminación atmosférica urbana.

El video que llegó al teléfono de Huang había sido enviado por Uwe Keller, jefe de desarrollo de baterías de Mercedes-Benz, quien apoyó la investigación de Factorial con dinero y conocimientos.

El breve clip, que mostraba un sedán Mercedes en un laboratorio de investigación cerca de Stuttgart, Alemania, revelaba que la empresa había instalado la batería de Factorial en un coche, y que había logrado que las ruedas se movieran.

La prueba fue un importante avance en un trayecto que comenzó cuando Huang y Yu todavía eran estudiantes de posgrado en la Universidad de Cornell. Hasta ese momento, todo su trabajo se había desarrollado en laboratorios. A Huang le entusiasmaba que su invento saliera al mundo.

Pero aún quedaba un largo camino por recorrer. El Mercedes con batería Factorial aún no había salido a recorrer un camino, y ese era el único lugar donde esta tecnología realmente importaba.

Muchas empresas emergentes han desarrollado prototipos de baterías de estado sólido, pero ningún fabricante de autos estadounidense o europeo ha instalado una en un vehículo de producción para demostrar que esta tecnología puede sobrevivir a las sacudidas, las vibraciones y la humedad de las calles. O, si alguien lo ha hecho, lo ha mantenido en secreto.

A fines de 2023, Keller, un veterano ingeniero de Mercedes, le propuso a Huang que lo intentaran.

"Somos gente de coches", dijo Keller más tarde. "Creemos en las cosas que de verdad se mueven".

Raíces chinas

Huang destaca dentro de un nicho dominado por hombres de Silicon Valley. Algunos presumen sus semanas laborales de 100 horas; ella cree en los beneficios de dormir bien. "Tener la mente clara para tomar la decisión correcta es más importante que la cantidad de horas que trabajas", dijo.

Es accesible y se ríe con facilidad, pero también proyecta determinación. Trabaja en una oficina de decoración austera en Billerica, con vista a un bosque atravesado por líneas eléctricas. El mobiliario incluye un sencillo librero negro con unos cuantos volúmenes técnicos que heredó de un inquilino anterior. En la pared cuelgan sus diplomas de Cornell: un doctorado en química y una maestría en administración de empresas.

Huang creció en Nankín, China, donde participó en un programa de educación primaria en el que tenía que recopilar datos medioambientales. El programa le inculcó el interés por la química y la conciencia sobre las emisiones vehiculares y la contaminación industrial que envenenaban el aire de Nankín. Recuerda que se dio cuenta de que "necesitamos crear un planeta más sano para los seres humanos".

En un dormitorio de la Universidad de Xiamen, en la costa meridional de China, donde estudiaba química, vio un anuncio de un programa de intercambio sueco. Después de pasar dos años ahí, ella y Alex, a quien conocía desde que eran estudiantes en China, fueron aceptados en programas de doctorado del departamento de química de Cornell. En 2009 llegó a Ithaca, Nueva York, con 3000 dólares que había logrado ahorrar de su beca sueca. Hoy ambos son ciudadanos estadounidenses.

Eran estudiantes estrella, comentó Héctor Abruña, un profesor de Cornell conocido por sus investigaciones en electroquímica. Aún conserva en el librero de su despacho una foto donde está con Yu y Huang en sus togas de graduación.

Con una idea que surgió en el laboratorio de Abruña y algo de capital inicial del estado de Nueva York, Yu y Huang fundaron la empresa que más tarde se convertiría en Factorial mientras ella aún estaba terminando sus estudios de negocios.

"Son extremadamente dedicados y extremadamente brillantes", afirmó Abruña, quien sigue asesorando a Factorial. "Directos. Cero tonterías".

Yu ahora es director de tecnología de Factorial. La empresa es, en ese sentido, una operación familiar. Huang es reservada en cuanto a su vida privada; ni siquiera quiere decir cuántos hijos tienen.

Al principio, la empresa estaba enfocada en mejorar los materiales que permiten que las baterías almacenen energía. Eso cambió cuando Mercedes invirtió en Factorial en 2021. Mercedes buscaba un salto tecnológico mayor y animó a Factorial a dedicarse al estado sólido.

La tecnología tiene ese nombre porque elimina la mezcla química líquida, conocida como electrolito, que ayuda a transportar los iones cargados de energía dentro de una batería. Los electrolitos líquidos son muy inflamables. Sustituirlos por un electrolito sólido o gelatinoso hace que las pilas sean más seguras.

Una batería que no se sobrecalienta puede cargarse más rápidamente; quizá en el tiempo que toma llenar un coche de gasolina. Y las baterías de estado sólido almacenan más energía en menos espacio, reduciendo el peso y aumentando la autonomía.

Sin embargo, las baterías de estado sólido tienen un gran inconveniente que explica por qué, en la actualidad, uno no puede comprar un coche que tenga una: las celdas de estas baterías son más propensas a desarrollar irregularidades que provocan cortocircuitos. A la empresa que logre superar este problema y desarrolle una batería duradera, segura y razonablemente fácil de fabricar le esperan enormes riquezas.

A pesar de las evidentes diferencias entre Factorial y Mercedes --la primera tiene poco más de 100 empleados; la segunda, 175.000--, el estilo de trabajo de Huang encajaba con la cultura de Mercedes y sus raíces en Suabia, la región que rodea Stuttgart, donde la gente es conocida por su enfoque directo y discreto.

Para Keller, el estilo sencillo y objetivo de Huang era un refrescante contraste frente al bombo y las promesas incumplidas que abundan en los sectores de las baterías y la tecnología. Factorial "no ha estado anunciando, anunciando, anunciando y luego no cumple", dijo.

El 'infierno de producción'

En el negocio de las baterías, es bien sabido que producir un prototipo atractivo es la parte fácil. El reto consiste en averiguar cómo fabricar millones de baterías de estado sólido a un precio razonable.

Factorial abordó ese problema en 2022, creando una pequeña fábrica piloto en Cheonan, Corea del Sur, una ciudad cercana a Seúl conocida por su industria tecnológica. En palabras de Huang, el proyecto se convirtió en un "infierno de producción", la misma frase que utilizó Elon Musk cuando Tesla enfrentó dificultades para producir un sedán en serie y estuvo a punto de quebrar.

Para ganar dinero, una fábrica de baterías no puede producir demasiadas celdas defectuosas. Lo ideal es que el porcentaje de celdas utilizables sea de al menos el 95 por ciento. Alcanzar ese objetivo es increíblemente difícil porque implica productos químicos volátiles y separadores frágiles instalados en capas y empaquetados en celdas con un margen de error cero. La maquinaria que hace todo esto se encuentra dentro de cámaras de plexiglás y es supervisada por trabajadores vestidos de pies a cabeza con equipo de protección para evitar la contaminación.

En la actualidad, decenas de empresas tratan de producir celdas de estado sólido en serie, entre ellas grandes fabricantes de automóviles como Toyota y otras más pequeñas como QuantumScape, una empresa emergente de Silicon Valley respaldada por Volkswagen. Para mejorar sus perspectivas, Mercedes también está trabajando con ProLogium, una empresa taiwanesa.

Nio, un fabricante de coches chino, vende un vehículo con lo que anuncia como una batería de estado sólido. Los analistas dicen que su tecnología es menos avanzada que la que está desarrollando Factorial, y que ofrece menos ventajas en términos de peso y rendimiento. Pero lo que es un hecho es que las empresas chinas están invirtiendo mucho en el estado sólido. Nio no respondió a una solicitud de comentarios.

Cada compañía tiene sus propias recetas y procesos de fabricación que son celosamente guardados. "Es difícil saber cuál es la tecnología que ganará", dijo Xiaoxi He, analista tecnológico de IDTechEx, una empresa de investigación.

En parte porque las baterías de estado sólido son muy difíciles de fabricar, muchos ejecutivos del sector automotriz dudan que vayan a tener sentido a corto plazo, desde un punto de vista comercial. Las acciones de muchas empresas emergentes de baterías de estado sólido se han desplomado, y los problemas de gestión son comunes.

Ya que nunca vende acciones, Factorial se ha aislado de los duros juicios de Wall Street. Su financiación procede de inversionistas privados, como WAVE Equity Partners, una empresa de Boston, y socios como el fabricante de automóviles surcoreano Hyundai Motor y Stellantis, que el año próximo tiene previsto probar las baterías de Factorial en los muscle cars Dodge Charger. También tiene una asociación con LG Chem, una empresa surcoreana que fabrica materiales para baterías.

Los pronósticos sobre cuando estarían disponibles las baterías de estado sólido han resultado ser demasiado optimistas. Toyota mostró un prototipo futurista en 2020, pero aún faltan años para que la empresa venda un coche con batería de estado sólido.

Kurt Kelty, vicepresidente de General Motors encargado de las baterías, es de los que lo creerán cuando lo vean. "No le apostamos al estado sólido", dijo Kelty.

'Ni siquiera sé si podremos lograrlo'

Al principio, la línea de montaje de prototipos de Factorial en Corea del Sur tenía un rendimiento de solo el 10 por ciento; en otras palabras, el 90 por ciento de sus baterías eran defectuosas. A pesar de su preferencia por dormir bien, Huang tenía que levantarse a menudo a las 4:00 a. m. para solucionar problemas en la fábrica, que operaba las 24 horas del día. Viajaba a Corea del Sur al menos una vez al mes.

"Siempre había problemas", dijo. "Llegó un momento en que pensé: 'Ni siquiera sé si podremos lograrlo'".

En 2023, Factorial había producido suficientes celdas aptas para un automóvil como para que Keller, un hombre afable y de voz suave que lleva 25 años trabajando en Mercedes, empezara a considerar instalarlas en un coche. El costo y el riesgo de fracaso eran lo bastante elevados como para pedir la aprobación de sus jefes. Entonces, armado con una presentación de PowerPoint, Keller acudió a Ola Källenius, un sueco imponente que es director ejecutivo de Mercedes.

El despacho de Källenius está en lo alto de un rascacielos de cristal y acero en medio de un extenso complejo de fabricación y desarrollo junto al río Neckar, en Stuttgart.

Keller argumentó que las pruebas en condiciones reales ayudarían a determinar, entre otras cosas, si las baterías funcionarían solo con enfriamiento por aire. De ser así, se eliminaría la necesidad de un sistema de enfriamiento líquido más pesado y costoso.

Källenius aprobó el proyecto, pensando que un objetivo tangible motivaría al equipo y aceleraría el desarrollo. Hizo una analogía con las carreras de Fórmula 1. "Si vas detrás del líder y de pronto lo puedes ver, aceleras más", recordó Källenius.

Huang se sorprendió un poco cuando, a finales de 2023, Keller le dijo que Mercedes quería instalar las celdas en un vehículo en funcionamiento. "Sinceramente, no nos dimos cuenta de que sucedería tan pronto", dijo riendo.

Pero, en junio de 2024, Factorial había logrado producir suficientes celdas de alta calidad como para anunciar que había empezado a entregárselas a Mercedes. En noviembre, la fábrica de Corea del Sur alcanzó un rendimiento del 85 por ciento, el mejor resultado hasta ese momento. Huang y el equipo coreano lo celebraron yendo a un lugar de parrillada.

Mercedes aún tenía que encontrar la manera de empaquetar las celdas de modo que quedaran protegidas de la suciedad y la humedad de la carretera. También tenía que integrar el paquete de baterías en un vehículo, conectándolo a sus sistemas de control.

Las celdas de Factorial tenían un gran inconveniente que dificultaba su instalación en un automóvil: se expandían cuando se cargaban y se encogían cuando se descargaban. En palabras de Keller, "respiraban".

Keller recurrió a los ingenieros de la escudería Mercedes de Fórmula 1, un equipo acostumbrado a resolver problemas técnicos rápidamente. Ellos idearon un mecanismo que se expandía y encogía con las celdas, manteniendo una presión constante.

Para Navidad de 2024, un equipo que trabajaba en el principal centro de investigación de Mercedes en Sindelfingen, a las afueras de Stuttgart, envió a Keller un mensaje de texto con esas dos palabras: "ruedas girando".

'Por fin te veo'

Keller confesó que se emocionó un poco cuando su equipo le envió el video del coche. Esperó hasta después de Navidad para reenviárselo a Huang con las mismas palabras.

Varias semanas después, los ingenieros de Mercedes llevaron el coche con la batería de Factorial, un sedán eléctrico EQS por lo demás estándar, a una pista de la empresa para su primera prueba en condiciones reales.

Al principio, los ingenieros manejaron despacio. Monitoreaban atentamente los datos técnicos que aparecían en la pantalla del panel de instrumentos.

Luego condujeron cada vez más rápido hasta que, al cuarto día, alcanzaron velocidades de 160 kilómetros por hora en la autopista. La batería no explotó. En teoría, puede impulsar el coche durante 965 kilómetros, más de lo que la mayoría de los coches convencionales pueden recorrer con un tanque de gasolina.

Aunque Keller había mantenido a Huang informada de los progresos, ella se sorprendió cuando, durante una reunión sobre estrategia de mercadotecnia en febrero, la gente del departamento de comunicación de Mercedes mencionó que habían redactado un comunicado de prensa anunciando el logro.

"¿Quiere echarle un vistazo?", le preguntaron.

Por supuesto que quería. La primera prueba en carretera con éxito con una batería Factorial era un momento sumamente importante que habían anticipado durante años. Sin embargo, los equipos de Mercedes y Factorial no organizaron fiestas para celebrarlo. Aún tenían mucho trabajo por delante.

El próximo paso es equipar una flota de vehículos Mercedes con baterías, perfeccionar el proceso de fabricación y realizar las pruebas necesarias para empezar a venderlas. Eso probablemente les tome hasta 2028, como mínimo. Muchos expertos no esperan que los autos con baterías de estado sólido estén ampliamente disponibles antes de 2030.

En abril, Huang finalmente tuvo tiempo para viajar a Stuttgart y subirse al coche.

Era un día claro de primavera, mientras la vegetación brotaba en la campiña alemana y las flores empezaban a abrirse. Empleados de Mercedes la acompañaron a un taller de Sindelfingen, donde el fabricante de automóviles también tiene un gran complejo industrial.

Aunque Huang había visto muchas fotos del auto, sintió una gran emoción cuando se abrieron las puertas del taller. Se sentía "como un amigo perdido hace mucho tiempo", dijo. "Como: '¡Por fin te veo!'".

Un conductor de Mercedes la llevó a dar una vuelta por la pista de pruebas, acelerando por una recta de asfalto y luego por una curva inclinada que, según Huang, se sintió como una montaña rusa.

Dentro del coche, no había forma de percibir la diferencia entre la batería de Factorial y una convencional. "Pero es muy especial porque es nuestra batería".

Jack Ewing escribe sobre la industria automotriz con énfasis en los vehículos eléctricos.