Mientras recorríamos los laboratorios de Tiax, una empresa de desarrollo de tecnologías energéticas de Boston (EEUU), Kenan Sahin señaló una hilera de pequeños calentadores recubiertos dentro de una pequeña habitación de color beige. Los investigadores de la empresa los usan para calentar mezclas de metales con ligeras variaciones sobre una receta de un cátodo rico en níquel que Sahin cree que mejorará la densidad energética, el ciclo de vida y el precio de las baterías de iones de litio.

Si tiene razón, su proyecto sería un avance en los materiales de las baterías algo extraño, pero que podría ayudar a impulsar los vehículos eléctricos hacia la adopción masiva. Es el resultado de 15 años de investigaciones y decenas de millones de euros sacados de su propio bolsillo, lo que refleja el paciente y deliberado planteamiento del proceso de innovación que tiene Sahin.

Sahin, de 75 años, se hizo famoso cuando vendió su empresa de software de facturación, Kenan Systems, por casi 1.300 millones de euros a Lucent en 1999, sin haber recibido ni un céntimo de inversión externa. Desde entonces, ha dedicado gran parte de su tiempo y fortuna a trabajar sigilosamente en tecnologías de baterías. En 2002 lanzó Tiax con el objetivo de producir y fomentar avances importantes antes de cedérselos a un mercado que ha maltratado a las nuevas empresas de tecnologías verdes (ver ¿Por qué le pasan cosas malas a las 'start-ups' de baterías? La culpa es del capitalismo).

(Más información: después de la venta a Lucent, Sahin donó unos 85 millones de euros al Instituto Tecnológico de Massachusetts y es miembro vitalicio de la junta de la institución. MIT Technology Review es propiedad del MIT.)

La empresa ha estado desarrollando materiales catódicos desde su inicio y esta primavera anunció que una spin-off, CAMX Power, empezaría a operar públicamente. El mismo Sahin se ha convertido en un evangelizador de cátodos. Defiende que mejorar los electrodos de las baterías que alimentan los vehículos eléctricos es la forma más rápida de transformar el sector del transporte, con su promesa de reducir los costes y aumentar la autonomía. "Los materiales catóficos son la clave para la electrificación de los vehículos", asegura Sahin, con un ligero acento turco que persiste desde que llegó a los Estados Unidos como estudiante de intercambio a la edad de 16 años.

Foto: Monedas y otros componentes del kit de baterías de CAMX.

Su estrategia para sobrevivir en el mercado es igual de destacable que cualquier avance tecnológico. En lugar de fabricar el polvo del cátodo, CAMX firmó acuerdos con dos de los fabricantes de productos químicos más grandes del mundo: Johnson Matthey, de Reino Unido, y la empresa alemana BASF, para producir y vender el material a los fabricantes de baterías. Es una táctica diseñada para evitar el tipo de inversión en capital que ha condenado a muchos aspirantes a fabricantes de baterías, al mismo tiempo que permite que la start-up se centre en impulsar las tecnologías de cátodos aún más.

Pero lograr un avance en la industria de las baterías es un gran desafío, incluso aunque una start-up haya logrado un avance tecnológico importante (ver "Innovar con materiales no es como crear 'apps', requiere una gran cantidad de capital"). Para llevar al mercado nuevos materiales o componentes es necesario hacer cambios en las prácticas e importantes inversiones iniciales por parte de proveedores, fabricantes y clientes finales. La verdadera prueba para CAMX será si los fabricantes de baterías, los fabricantes de automóviles y las compañías de electrónica finalmente percibirán suficiente potencial para poner en funcionamiento materiales novedosos.

Innovación atrasada

Después de obtener su doctorado en 1969 en la Escuela de Negocios Sloan del MIT, Sahin dedicó más de una década a la academia. Pero en 1982 decidió comercializar parte de su investigación en sistemas y procesamiento de datos para lanzar Kenan Systems con una inversión propia de unos 845 euros.

La compañía se centraba en desarrollar sistemas de transacción para las principales empresas de telecomunicaciones y banca, lo que llamó la atención de Lucent Technologies, el gigante de equipos de telecomunicaciones. Sahin pasó los siguientes años como el vicepresidente de tecnologías de software de la famosa división de investigación Bell Labs de Lucent. Durante esos años, llegó a creer que se había producido una ruptura fundamental entre la investigación académica y la industria privada, creando lo que describió como una "innovación atrasada", a medida que las corporaciones desmantelaban los laboratorios de I+D y aumentaba la aversión al riesgo de los inversores.

Tres años después de la venta, fundó Tiax para proporcionar apoyos adicionales a conceptos prometedores, e impulsó el arranque la nueva empresa con la adquisición de la división de tecnología de la antes destacada consultoría Arthur D. Little por casi 14 millones de euros. En aquel momento, Sahin declaró a The New York Times: "Me molesta que tantos inventos maravillosos se estanquen".

Ahora, asegura que desde entonces la situación no ha hecho más que empeorar.

En particular, Sahin ha llegado a creer que hay una profunda crisis de innovación en EE. UU. que ahoga a las nuevas empresas de energía limpia desde que nacen. El camino corto y económico hacia la disrupción que funciona para los negocios de internet no puede aplicarse al sector energético, donde las empresas recién llegadas se enfrentan a años de desarrollo, altos costes de fabricación y actores profundamente establecidos.

Foto: primer plano de una bobina de electrodo en las instalaciones de Tiax donde se están desarrollando y probando nuevos materiales catóficos.

Sahin sostiene que las nuevas empresas del sector deberían replicar los procesos de las start-ups: innovar y asociarse con empresas establecidas para convertir los avances en productos. Esa estrategia podría ofrecer mejores probabilidades de supervivencia a largo plazo para cualquier empresa, sugiere, y revivir el entorno de innovación que es necesario para impulsar las tecnologías y los mercados.

En CAMX, Sahin espera poner esta teoría en práctica. El atractivo de emplear una mayor proporción de níquel en los cátodos de baterías de iones de litio se basa en su alta densidad energética. Eso significa que puede almacenar y liberar una gran cantidad de iones de litio para alimentar dispositivos y automóviles, y proporcionar energía durante largos períodos entre cargas. Emplear más níquel también permite el uso de una cantidad significativamente menor de cobalto, un material raro y caro.

Pero la mayoría de los trabajos en cátodos con un alto contenido de níquel hasta la fecha (incluida la investigación sobre la misma combinación básica de litio, níquel y óxido que emplea CAMX) siempre se ha enfrentado a problemas de estabilidad que acortan la vida de las baterías. Esa es una desventaja obvia en vehículos, ya que nadie querría gastarse 30.000 euros en un coche que solo durara tres años.

"Hay que ser mucho mejor que el actor dominante. Si eres un 10% mejor, nadie querrá hablar contigo". 

Pero CAMX ha desarrollado y patentado una mezcla de ingeniería molecular que estabiliza los materiales al colocar pequeñas cantidades de cobalto en zonas estratégicas. Según Sahin, este avance equivale a una nueva clase de cátodos de iones de litio que podrían permitir vehículos eléctricos más baratos con mayor autonomía por carga.

En una presentación a inversores el mes pasado, Johnson Matthey afirmó que el material de CAMX mejora la densidad energética hasta un 25% frente a los materiales de cátodo de níquel-manganeso-cobalto utilizados actualmente en muchos vehículos eléctricos, y ofrece un aumento del 5% sobre una composición química avanzada que se está integrando en los próximos modelos. La compañía anunció que invertirá unos 220 millones de euros en comenzar a construir la primera planta para producir los materiales el año que viene. BASF aún no ha proporcionado detalles sobre sus planes.

Pensar como Facebook

A pesar de la evidente necesidad de un mejor almacenamiento de energía y la emoción sobre enfoques nuevos, el mercado ha devastado a las start-ups del sector.

Los altos costes de fabricación, la fortaleza de los actores establecidos, los desafíos técnicos y la lenta adopción de nuevas tecnologías han obligado a los que en su día fueran los "niños bonitos" de la industria a pivotar, recortar o declararse en bancarrota, incluidos A123 Systems, Alevo, Ambri, Aquion Energy, EnerVault y Lightsail Energy, entre otros. En el proceso, el interés del capital de riesgo en el sector se ha enfriado, ya que los inversores volvieron a concentrarse en apuestas más seguras, más predecibles y a más corto plazo sobre software, redes sociales y empresas de internet (ver El santo grial de las baterías está al final de un camino lleno de obstáculos)

Foto: un investigador trabajando en los laboratorios de Tiax.

Testigo de los tropiezos de las empresas de baterías y otras empresas de tecnologías verdes, Sahin llegó a creer que los fabricantes de materiales energéticos necesitaban seguir el ejemplo de crecimiento rápido de las empresas de internet. "Google, Facebook, Airbnb: todas son empresas que se han colocado en internet. Pero no construyeron internet", afirma el responsable. Y matiza: "Pero en el dominio de los materiales, el pensamiento estándar es: 'Si lo inventamos, vamos a sobrevivir'". Y Yo dije: 'No, no, no. Encontraremos un socio de fabricación, pero tenemos que lograr que sea fabricable".

Eso presentaba un desafío: una start-up desconocida tendría que convencer a los gigantes de las baterías o a sus proveedores de materiales de tener una tecnología mejor. Las propuestas iniciales que presentó la empresa a compañías como Panasonic, el principal proveedor mundial de baterías automotrices, fueron rechazadas. Los fabricantes de baterías no estaban dispuestos a gastar su tiempo y dinero en evaluar los materiales de otras compañías. Cuando Sahin por fin convenció a una, aprovechándose de las conexiones que había forjado a lo largo de toda una carrera, para que le diera una oportunidad a su propuesta, los ingenieros de esa empresa no supieron cómo (o no se molestaron en) realizar las pruebas correctamente.

Foto: una bobinadora de electrodos en los laboratorios de Tiax.

Al final, CAMX tuvo que dar dos pasos grandes y costosos para seguir adelante: construyó una fábrica piloto de unos 8,5 millones de euros para demostrar que su material podía producirse a escala, y desarrolló un "kit de batería" que cualquier socio potencial podía utilizar para producir celdas pequeñas que demostrarían el rendimiento del material de CAMX.

Durante una entrevista dada desde su despacho repleto de placas y reconocimientos de sus logros en la academia, los negocios y la filantropía, Sahin coloca una caja de cartón sobre una mesa redonda en el centro de la habitación. Lleva unos vaqueros y mocasines de piel combinados con una fina chaqueta deportiva y una camisa de vestir con bordados azules. Mientras habla, mira por encima de unas estilosas gafas, con una montura que solo recorre la parte de abajo de las lentes.

Abre la caja y empieza a sacar los componentes de la batería: botellas de electrolitos y aglutinantes, el polvo de cátodo de su empresa e instrucciones de montaje en varios idiomas.

Explica que ese kit ha sido lo que ha conseguido que su empresa haya podido demostrar las ventajas de su material catódico. Así, los socios potenciales pueden probar y comparar los materiales sin ninguna inversión financiera, y solo un poco de su propio tiempo. Al final, las mejoras fueron lo suficientemente importantes como para convencer a Johnson Matthey y BASF de firmar acuerdos de fabricación, al mismo tiempo que permitieron que CAMX conservara su propiedad intelectual y buscara acuerdos adicionales con otros socios. (Sahin defiende enérgicamente que las start-ups deben resistirse a las presiones para ceder su propiedad intelectual como parte de tempranos acuerdos comerciales o de financiación).

Sahin detalla: "Hicieron falta casi 65 millones de euros en capital privado, 15 años de trabajo y todo lo que aprendí en la academia, en Bell Labs, y en cualquier parte; y sólo lo hemos logrado por los pelos. Hay docenas, cientos, de pequeñas empresas que quieren llegar hasta aquí también".

Esa es la motivación principal de lo que Sahin describe como la "próxima etapa" de su visión para la empresa: una nueva división que ofrezca servicios de consultoría y evaluación a start-ups que trabajan en componentes de baterías, incluidos separadores de células, ánodos de silicio o incluso materiales catódicos rivales. La división también preparará kits de baterías personalizadas que estas empresas podrán utilizar para ayudar a socios potenciales a validar sus tecnologías.

El responsable matiza su apuesta: "Así, lo que a nosotros nos costó 10 años, otros podrán hacerlo en 10 meses".

Pero, por supuesto, queda por ver si CAMX tendrá éxito. Es probable que pasen años antes de que la invención de la empresa llegue a aparecer en cualquier producto de consumo. Tanto los fabricantes de baterías como los de automóviles necesitarán evaluar exhaustiva e independientemente los materiales, ya que nadie puede permitirse sacar un producto que podría no rendir bien o no funcionar de manera segura en el mundo real con el paso del tiempo.

Las probabilidades de éxito para cualquier start-up de materiales o componentes de batería son muy bajas, incluso cuando la empresa está bien financiada. Estas empresas han de demostrar un avance sustancial, escalable y en gran parte libre de concesiones para persuadir a los actores de toda la cadena de suministro para que realicen enormes inversiones iniciales de tiempo y recursos.

"Hay que ser mucho mejor que el actor dominante. Si eres un 10% mejor, nadie querrá hablar contigo", afirma el profesor de ciencia de materiales de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) Gerbrand Ceder, que supervisa un grupo de investigación ubicado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE. UU.) que está explorando materiales prometedores de baterías.

En su opinión, aunque la estrategia comercial de CAMX evita los riesgos que conlleva la fabricación, presenta otros inconvenientes. En particular, las licencias representan solo una fracción de las ganancias que las empresas pueden obtener al vender materiales o baterías terminadas. Mientras tanto, cualquier empresa que no genere valor más allá de la propiedad intelectual podría encontrarse en una posición arriesgada en un campo caracterizado por infracciones, descubrimientos paralelos y demandas de propiedad intelectual.

Una disrupción de 1.700 millones de euros

Por su parte, Sahin confía en las capacidades de los materiales de CAMX y cree que habrá negocio suficiente para todos. En su despacho, saca unas hojas en blanco blanco de la impresora y empieza a anotar cifras, columnas y flechas, narrando a medida que avanza.

Para el año 2035, a medida que aumente la propiedad de automóviles en países como China e India, los fabricantes podrían llegar a producir 140 millones de vehículos al año, explica. Entre 50 millones y 70 millones de ellos es probable que sean eléctricos, a medida que las baterías se sigan abaratando y los países sigan imponiendo restricciones a los motores de combustión.

Si esos vehículos se vendieran por alrededor de 25.000 euros de media, la industria sería de 1.700 millones de euros anuales, tirando por lo alto. Y una enorme parte de ese pastel será para los fabricantes y proveedores de baterías.

La mayor parte del sector de vehículos eléctricos está controlada por un puñado de grandes empresas, incluidos gigantes de baterías como Panasonic, LG Chem y Samsung; conglomerados químicos como Umicore y Nichia; y fabricantes de vehículos como Tesla, BYD y la alianza Renault-Nissan. Aumentar la producción hasta 70 millones de automóviles cada año durante los próximos 18 años requerirá que se fabriquen o compren algo así como 560.000 millones de celdas de batería cada año y hasta siete millones de toneladas métricas de materiales de cátodo. Eso representa una gran oportunidad para que cualquier start-up que logre grandes avances en cátodos, ánodos o componentes celulares, al menos si aprende a asociarse con estas empresas de manera inteligente, señala Sahin.

El responsable concluye: "Va a haber una industria disruptiva de 1.700 millones de euros. Ya está sucediendo. Y justo delante de nuestras narices".