Para Hugh Smith, el desafío de construir un futuro energéticamente seguro no se trata de crear la batería "mejor" del mundo. Se trata de diseñar la batería correcta para el trabajo correcto. Como candidato a doctorado de quinto año en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT, Smith estudia baterías de sodio-ion, una alternativa emergente a las baterías de litio-ion que alimentan desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Al reemplazar minerales críticos costosos como litio, níquel y cobalto con elementos más accesibles como sodio, hierro y manganeso, su investigación tiene como objetivo hacer que el almacenamiento de energía sea más asequible y sostenible. "He creído durante mucho tiempo que el mayor problema de ingeniería que enfrenta la humanidad es la transición a la energía limpia", dice Smith. "Las baterías son un cuello de botella crítico en esa transición." Habiendo crecido en Albany, Nueva York, Smith fue atraído a la ciencia de materiales porque combinaba dos de sus temas favoritos: química y matemáticas. Lo que lo mantuvo interesado, sin embargo, fue la capacidad del campo de tocar casi todos los aspectos de la vida cotidiana. "Cada vez que interactúas con un material sólido, hay personas que diseñaron intencionalmente ese material para un propósito específico", dice. Esa idea de diseñar materiales con un propósito del mundo real eventualmente lo llevó a las baterías. Después de obtener su título de licenciatura en ciencia de materiales de la Universidad Case Western Reserve, Smith llegó al MIT para explorar cómo las nuevas químicas de baterías podrían reducir costos sin sacrificar el desempeño. Los consumidores a menudo quieren baterías que se carguen rápidamente, duren años, almacenen grandes cantidades de energía y sigan siendo económicas. Pero en realidad, mejorar una característica de esta tecnología generalmente significa comprometer otra. Una batería de teléfono inteligente, por ejemplo, prioriza la densidad energética y la larga vida útil, mientras que una batería que almacena electricidad para la red eléctrica no necesita ser ligera o compacta. En cambio, el costo y la confiabilidad se convierten en las consideraciones más importantes. En lugar de buscar una solución que lo abarque todo, Smith se enfoca en encontrar el equilibrio correcto para aplicaciones específicas, a menudo equilibrando prioridades en competencia. En lugar de fortalecer una característica singular, Smith trabaja para maximizar tantos componentes de la batería como sea posible, incluyendo costo, desempeño, sostenibilidad y confiabilidad, dependiendo de cómo se usará. "Se trata de equilibrarlo todo", dice. "No se trata de favorecer extremadamente algunas propiedades y luego abandonar otras." Las baterías de sodio-ion que Smith estudia podrían eventualmente proporcionar opciones de menor costo para redes eléctricas o vehículos eléctricos más asequibles. Debido a que las baterías de sodio-ion pueden fabricarse en gran medida utilizando la misma infraestructura ya desarrollada para baterías de litio-ion, también ofrecen un camino potencialmente más suave hacia la comercialización que muchas tecnologías de baterías emergentes. El viaje de posgrado de Smith ha sido definido tanto por el proceso de aprender a hacer investigación como por la ciencia misma. Se unió a un grupo de investigación completamente nuevo en el MIT como su primer estudiante de posgrado, y ayudó a establecer el laboratorio dirigido por la Profesora Iwnetim Abate. Sin estudiantes de posgrado senior o postdoctorandos a quienes recurrir para orientación diaria, a menudo tenía que enseñarse a sí mismo nuevas técnicas y cómo solucionar problemas cuando las cosas salían mal. "Aprendí a no tener miedo de las cosas nuevas", dice Smith. "Solo porque no sabía cómo hacer algo no significaba que no pudiera resolverlo." Dice que la experiencia lo transformó en un investigador más independiente y en alguien dispuesto a sumergirse de lleno en problemas desconocidos. Antes de comenzar la escuela de posgrado, Smith pasó siete meses en el Centro de Innovación en Baterías en Newberry, Indiana, una experiencia que amplió su comprensión de cómo los descubrimientos científicos se convierten en tecnologías reales. Trabajar junto a científicos de materiales, químicos, ingenieros mecánicos e ingenieros químicos le mostró que ninguna disciplina única puede resolver los desafíos del desarrollo de baterías por sí sola. "Requiere un enorme esfuerzo en equipo", dice Smith. "Requiere muchos tipos diferentes de conocimiento." Dice que la experiencia también lo ayudó a entender mejor dónde su propia experiencia podría tener el mayor impacto y cuándo la colaboración entre disciplinas es esencial. Fuera del laboratorio, Smith se toma tiempo para mantenerse activo a través del programa de deportes intramurales del MIT, donde juega fútbol, frisbee definitivo, fútbol americano y voleibol en equipos con otros estudiantes de posgrado. Los juegos ofrecen una oportunidad para descansar después de largos días de investigación mientras fortalecen las amistades que ha construido durante la escuela de posgrado. También disfruta pescar en el área de Boston con amigos y explorar pueblos costeros, museos y sitios históricos de Nueva Inglaterra. Mientras se prepara para graduarse en invierno y seguir una carrera en investigación y desarrollo de baterías, Smith espera continuar diseñando tecnologías que apoyen la transición a la energía limpia. "Muchas personas inteligentes ya han hecho que la energía eólica y solar sean muy económicas", dice Smith. "El problema es la confiabilidad, y las baterías pueden ayudar a resolver ese problema. Espero que el trabajo que estoy haciendo ayude a desbloquear de manera asequible la transición a una red eléctrica impulsada por energía limpia confiable y una red de transporte electrificada."

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