Adiós al grafito, hola fulereno: científicos japoneses crean el ánodo indestructible para coches eléctricos

Investigadores de la Universidad de Tohoku, bajo la dirección del profesor Hao Li, han logrado un avance técnico que soluciona décadas de inestabilidad en el almacenamiento de energía: la creación de un marco de fulereno unido covalentemente. Este nuevo material, denominado Mg4C60, utiliza átomos de magnesio para generar puentes químicos entre las esferas de carbono, evitando que la estructura se disuelva en el electrolito durante el uso de la batería. Publicado en el Journal of the American Chemical Society en diciembre de 2025, este hallazgo promete sustituir a los ánodos de grafito tradicionales, eliminando el riesgo de incendios y permitiendo velocidades de carga que hasta ahora eran imposibles de alcanzar. Al integrar de forma estable el litio en su estructura en capas, el Mg4C60 posiciona al carbono como el material definitivo para la próxima generación de vehículos eléctricos de alta autonomía.

El fin del colapso estructural

Durante años, los fulerenos (moléculas C60) fueron considerados el «santo grial» de los materiales anódicos debido a sus propiedades químicas únicas y su capacidad para soportar reacciones redox masivas. Sin embargo, su aplicación comercial era inviable porque los compuestos de fuleruro se disolvían en el electrolito de carbonato, provocando una pérdida rápida de capacidad y el derrumbe interno de la batería. El equipo de la Universidad de Tohoku ha superado este obstáculo mediante el uso de magnesio para promover conexiones covalentes extremadamente resistentes entre las moléculas esféricas.

Este nuevo marco Mg4C60 crea una estructura en capas estable que permite almacenar litio de una manera fundamentalmente distinta a la del grafito. A diferencia de los materiales convencionales, donde la degradación estructural es común tras ciclos intensos de carga, las uniones covalentes del Mg4C60 actúan como un andamiaje que mantiene la integridad del ánodo. Este enfoque evita la pérdida de material activo, permitiendo que las baterías operen durante miles de ciclos sin degradarse, lo que resulta en una vida útil significativamente mayor para los vehículos eléctricos.

Carga rápida sin riesgos

El principal problema de los ánodos de grafito actuales es el enchapado de litio, un proceso peligroso donde los iones se acumulan en la superficie en lugar de integrarse en la estructura del ánodo. Este fenómeno no solo limita la velocidad de carga, sino que genera riesgos críticos de seguridad al comprometer la estabilidad térmica de la celda. El nuevo material basado en fulereno elimina este problema al ofrecer un mecanismo de integración de iones mucho más eficiente, permitiendo flujos de energía masivos durante la carga rápida sin comprometer la integridad de la batería.

La estabilidad química lograda por el profesor Hao Li permite que los iones de litio se muevan con mayor libertad y seguridad dentro del marco de carbono. Al prevenir el enchapado superficial, el Mg4C60 reduce drásticamente las posibilidades de cortocircuitos internos, un avance que el sector del motor ha esperado durante años. Esta tecnología abre la puerta a estaciones de carga ultrarrápida donde los vehículos podrían recuperar el 80% de su autonomía en una fracción del tiempo actual, eliminando uno de los mayores frenos para la adopción masiva del transporte eléctrico en 2026.

La era del magneto-control

Mientras Japón perfecciona la química del fulereno, en Corea del Sur, investigadores de POSTECH han presentado una tecnología complementaria que utiliza campos magnéticos para dirigir el transporte de iones. Dirigida por el profesor Won Bae Kim, esta estrategia denominada «magneto-conversión» utiliza ferrita de manganeso ferromagnética para controlar el flujo iónico. Los resultados son asombrosos: han logrado una capacidad de almacenamiento cuatro veces superior a la de los ánodos de grafito comerciales, manteniendo una eficiencia operativa superior al 99% durante más de 300 ciclos.

El sistema de POSTECH aborda otro de los grandes enemigos de la seguridad: las dendritas en forma de aguja. Estas formaciones metálicas son las responsables de la mayoría de los incendios en baterías de iones de litio, ya que perforan los separadores internos provocando cortocircuitos catastróficos. Al emplear ferrita magnética, los científicos surcoreanos han conseguido prevenir mecánicamente el crecimiento de estas dendritas, creando un entorno de almacenamiento mucho más estable que, combinado con el fulereno de Tohoku, podría redefinir los estándares de seguridad global para 2030.

Hacia la producción industrial

El equipo de Tohoku ya planea expandir esta estrategia de puente covalente a una gama más amplia de estructuras de carbono y otros tipos de fulerenos. El objetivo del profesor Hao Li es crear una familia completa de materiales anódicos estables que puedan ser producidos a gran escala. Para ello, ya se están estableciendo alianzas con socios de la industria para evaluar la escalabilidad del Mg4C60 e integrarlo en formatos de celdas comerciales que puedan ser probadas en prototipos reales de vehículos eléctricos a lo largo de 2026.

La convergencia entre la estabilidad covalente y el control magnético marca el inicio de una era donde la batería dejará de ser el eslabón débil del coche eléctrico. La posibilidad de tener materiales de alta capacidad que no se degraden ni se incendien es el paso definitivo para que la movilidad sostenible supere las limitaciones de los combustibles fósiles. El avance anunciado este diciembre no es solo un logro de laboratorio, es el plano maestro para una infraestructura de transporte más eficiente, segura y, sobre todo, capaz de cargarse a la velocidad de la vida moderna.