Un grupo de investigadores japoneses ha desarrollado una batería de hidrógeno capaz de operar a temperaturas cuatro veces más bajas que los modelos actuales, lo que abre la puerta a vehículos eléctricos más eficientes, seguros y duraderos. Este avance podría resolver uno de los mayores desafíos de la movilidad sostenible: mantener un buen rendimiento energético incluso en condiciones ambientales adversas. El proyecto combina principios de almacenamiento químico de hidrógeno con una arquitectura más estable que mejora la densidad energética y la vida útil de la batería.

El desafío del frío en las baterías

Una de las limitaciones más conocidas de las baterías eléctricas tradicionales —como las de ion litio— es su sensibilidad a las bajas temperaturas. Cuando el termómetro baja de cero, los procesos químicos internos se ralentizan y la capacidad de carga puede caer hasta un 40 %. Esto no solo reduce la autonomía de los coches eléctricos, sino que obliga a usar sistemas de calefacción interna que consumen más energía, restando eficiencia general.

Frente a este problema, un equipo de investigadores ha trabajado en un nuevo tipo de batería de hidrógeno sólida, capaz de mantener su funcionamiento incluso en entornos extremadamente fríos. Según explicó Live Science en su artículo «New hydrogen battery can operate four times colder than before», el prototipo puede seguir funcionando con normalidad a temperaturas de hasta -40 °C, mientras que las versiones convencionales dejan de operar de forma estable por debajo de los -10 °C.

Esta diferencia no es trivial: permite mantener un suministro eléctrico estable en vehículos que circulen por regiones frías o en sistemas de almacenamiento estacionario donde las variaciones térmicas son grandes, como en el norte de Europa o Canadá.

Cómo funciona una batería de hidrógeno

Aunque el término “batería” se utiliza de forma general, en este caso hablamos de un dispositivo electroquímico híbrido, que combina principios de las pilas de hidrógeno con los de las baterías recargables. En lugar de depender de iones de litio o sodio que se mueven entre electrodos, estas baterías almacenan energía en forma de hidruros metálicos, materiales capaces de absorber y liberar hidrógeno de manera controlada.

El nuevo diseño introduce un electrolito sólido mejorado que permite el paso de protones incluso a temperaturas muy bajas. Los investigadores han trabajado con materiales cerámicos dopados con elementos ligeros, lo que reduce la resistencia interna y mejora la conductividad protónica. En términos prácticos, esto significa que la batería puede transferir carga más rápido y con menos pérdida de energía, algo que en las pruebas de laboratorio se tradujo en un incremento del 60 % en la densidad energética útil.

De acuerdo a lo recientemnete publicado en Science este tipo de estructura híbrida no solo mejora la estabilidad térmica, sino que también reduce los riesgos asociados a la inflamabilidad del litio. A diferencia de las celdas convencionales, no requiere disolventes orgánicos, y la liberación de hidrógeno se mantiene bajo control mediante capas de aleaciones metálicas que actúan como barrera de seguridad.

Más densa, más duradera y más segura

La mejora en el rendimiento no se limita al comportamiento térmico. Los desarrolladores afirman que la batería puede almacenar hasta un 30 % más de energía en el mismo volumen, gracias a una mejor organización interna de los materiales activos. Esto supone un salto en densidad energética que podría hacer que los vehículos eléctricos equipados con esta tecnología amplíen su autonomía sin necesidad de aumentar el tamaño del paquete de baterías.

Además, la batería conserva más del 90 % de su capacidad tras 1.000 ciclos de carga y descarga, un valor que supera a muchas celdas de litio actuales. En las pruebas aceleradas de envejecimiento, realizadas a distintas temperaturas, el sistema mostró una degradación lineal mucho más lenta. Esto se debe en parte a que el hidrógeno, al ser un gas ligero, no genera depósitos metálicos ni dendritas, un fenómeno que en las baterías convencionales puede causar cortocircuitos internos con el tiempo.

Un artículo de Electrek (https://electrek.co/2025/10/11/new-hydrogen-battery-outperforms-lithium-in-cold-climates) destaca que, además de su estabilidad térmica, esta nueva arquitectura ofrece una autodescarga extremadamente baja, lo que significa que puede conservar su carga durante meses sin pérdida significativa. Para aplicaciones estacionarias —como respaldo de redes eléctricas o almacenamiento de energía solar— esto resulta especialmente ventajoso.

Posibles aplicaciones en el transporte eléctrico

El impacto de una batería como esta podría sentirse primero en el transporte. Los coches eléctricos actuales utilizan sistemas de gestión térmica muy sofisticados para mantener las celdas de litio a una temperatura óptima, normalmente entre 15 °C y 35 °C. En climas fríos, estos sistemas pueden consumir hasta un 10 % adicional de la energía del vehículo solo para calentar las baterías.

Con la nueva batería de hidrógeno, ese gasto se reduciría drásticamente. Los fabricantes podrían prescindir de parte del sistema de calefacción interna y diseñar vehículos más ligeros o con mayor autonomía. De hecho, se estima que en condiciones invernales la autonomía de un coche eléctrico podría aumentar entre un 15 % y un 25 %.

Pero el interés no se limita al sector del automóvil. Los investigadores sugieren que esta tecnología podría adaptarse también a drones de larga distancia, sistemas de comunicación remotos o estaciones científicas en regiones polares, donde las temperaturas extremas suelen comprometer el rendimiento de las baterías tradicionales.

Retos y próximos pasos

A pesar de los resultados prometedores, el desarrollo de esta batería aún se encuentra en fase experimental. El principal desafío técnico está en la producción a gran escala del electrolito sólido, que requiere procesos de sinterizado a alta temperatura y control muy preciso de las impurezas. Además, los materiales utilizados para los hidruros metálicos son costosos y necesitan optimización para ser viables comercialmente.

Los expertos también señalan que, aunque el funcionamiento a baja temperatura es excelente, todavía queda por mejorar la eficiencia a altas temperaturas. En climas muy cálidos, el rendimiento puede caer ligeramente debido a la expansión térmica de los componentes internos. Esto indica que la batería es especialmente adecuada para regiones frías o templadas, pero requerirá ajustes para aplicaciones globales.

Sin embargo, las posibilidades de integración en sistemas eléctricos domésticos o en microrredes urbanas son reales. Su estabilidad química, junto con una capacidad de almacenamiento más densa, podría hacerla útil en instalaciones donde la energía renovable necesita acumularse durante largos periodos, como en plantas solares o eólicas.

La carrera por las baterías del futuro

El interés por nuevas tecnologías de almacenamiento no deja de crecer. La dependencia del litio ha puesto en evidencia sus limitaciones: escasez de materiales, degradación con el uso y riesgos de incendio. En este contexto, las alternativas basadas en hidrógeno, sodio o magnesio están ganando terreno.

La nueva batería de hidrógeno podría situarse entre estas opciones intermedias, combinando la alta densidad del litio con la estabilidad térmica del hidrógeno. Si los procesos de producción se abaratan, su adopción podría ser rápida, especialmente en países con infraestructuras ya orientadas al hidrógeno verde.

En palabras de uno de los autores del estudio  “el objetivo no es reemplazar todas las baterías actuales, sino ofrecer una opción más versátil, eficiente y segura para entornos donde otras tecnologías fallan”.

Una mirada hacia el futuro energético

Lo que hace interesante a esta investigación no es solo la mejora técnica, sino su mensaje de fondo: la transición energética requiere diversidad tecnológica. No existe una única solución para el almacenamiento de energía; cada entorno y cada aplicación demandan materiales y arquitecturas distintas.

El hidrógeno, por su naturaleza abundante y su potencial de reutilización, podría desempeñar un papel clave en esa variedad. Si logra integrarse en sistemas híbridos con otras tecnologías —como las baterías de estado sólido o las de flujo— podríamos asistir a un ecosistema más equilibrado de fuentes energéticas, menos dependiente de un solo recurso.

Reflexiones finales

Aunque todavía queda camino por recorrer antes de ver estas baterías en serie, el avance marca un paso firme hacia una nueva generación de dispositivos energéticos. La combinación de eficiencia a bajas temperaturas, mayor densidad y seguridad química constituye una base sólida para seguir investigando.

Si en los próximos años se logran resolver los retos de fabricación y coste, esta batería podría encontrar su lugar en sectores tan dispares como el transporte eléctrico, el almacenamiento estacionario o incluso la exploración espacial, donde la fiabilidad térmica es esencial.

El hidrógeno, muchas veces considerado solo como combustible, podría así convertirse también en un aliado silencioso del almacenamiento eléctrico, ampliando las posibilidades de una movilidad más limpia y adaptable.