Tecnología

El motor del mundo

El litio se ha convertido en uno de los principales motores de reserva del mundo

Foto: Shutterstock.
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Era el objeto más deseado para muchos. Un teléfono inteligente de última generación, pero que a las pocas semanas de ser lanzado comenzó a hacer combustión espontánea, o eso es lo que parecía. El modelo de un teléfono de alta gama tuvo un fallo en su batería y tuvo que ser cambiado, porque al parecer explotaba lo que generó alarma en sus consumidores.

Si bien este es solo un ejemplo puntual, la seguridad es un problema que sigue estando presente en las baterías de litio. Ellas ahora mueven el mundo, pero aún tienen mucho que mejorar.

Llamado a la acción.

En la última edición de "Science Advances", un grupo de científicos de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, publicó un análisis sobre las brechas de seguridad que aún tienen las baterías de litio para "inspirar" futuros desarrollos.

Viniendo de uno de los centros de investigación en esta materia más importantes del mundo, el llamado tiene mucho sentido y, por sobre todo, peso. En 2014, Tesla instaló su Gigafactory en Nevada, Estados Unidos, un centro que busca aumentar la producción de baterías y bajar su costo. En el último informe de la compañía, su director Elon Musk anunció que se espera que este año el precio del kilowatio hora baje de los cien dólares. El logro viene del balance de una delicada ecuación donde la eficiencia y la seguridad luchan por contraponerse una a la otra.

La primera generación de baterías tenía como uno de sus principales componentes -además del litio- el cobalto. "Si bien ellas tienen un buen desempeño energético, son inestables en ciertas condiciones ambientales y propensas a incendiarse", explica Álvaro Videla, profesor de Ingeniería de Minería de la Universidad Católica.

Luego, la tecnología permitió reducir el contenido de cobalto incorporando manganeso. Con ello el costo bajó, pero también la eficiencia. Así, se llegó a la combinación en que se mantiene el cobalto, pero se agrega el níquel, con lo que se logra mayor densidad energética y más seguridad. "Estas baterías son las que están mejor prospectadas para los autos eléctricos", dice el especialista. Y son la apuesta de Tesla.

Aquí la clave es el peso, asegura Miguel López, ingeniero del Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Electrónica (AC3E) de la Universidad Técnica Federico Santa María. Hoy, un auto eléctrico liviano necesita 50 kilos en baterías para tener una autonomía razonable. "Ese es el número que se busca reducir, pero tiene que ser en forma segura", explica.

Por ello es tan importante controlar los cambios químicos que ocurren dentro de la batería. "El aumento de la temperatura y la expansión de material puede provocar que se recaliente, explote o se incendie", explica Raimundo Bordagorry, académico e investigador del Centro de Energía y Desarrollo Sustentable de la Universidad Diego Portales.

Si bien lo que hace la investigación es controlar dichos cambios, tanto interna como externamente, aún se desconoce con precisión qué es lo que pasa al interior de la batería, especialmente en las nuevas versiones que utilizan fases sólidas de los materiales.

Aunque no se proyecta ningún salto disruptivo cercano en la tecnología de las baterías de litio, dice Raimundo Bordagorry, hay algunos materiales interesantes: "Nanopartículas están permitiendo mejorar las propiedades del litio y de los otros componentes", detalla.

Futuro de peso.

Si bien hoy las baterías de litio están pensadas para autos, en el futuro cercano los camiones de carga e, incluso, los aviones y grandes barcos serán impulsados por ellas. Y esto trae un desafío adicional. Mientras más alta la densidad energética, aumentan también los problemas de seguridad. "Pero también hay que buscar la mejora en el tiempo de carga. En unos tres o cinco años habrá un gran salto en este aspecto", asegura.

Aunque la seguridad sigue siendo un aspecto crítico, ello no ha detenido el progreso de esta tecnología, coinciden los expertos. Para 2025 se espera que la demanda por litio aumente en ocho veces, dice Álvaro Videla.

Crecimiento de demanda de materias primas

Chile tiene el 47% de las reservas mundiales del metal que se utiliza para fabricar estas baterías, el litio. Además, de ser fundamental para las baterías de los teléfonos móviles y los vehículos eléctricos este metal se utiliza en las aleaciones de aluminio en el sector aéreo y aeroespacial. Además se fabrican con él protecciones contra neutrones y así como combustible en la tecnología nuclear.

Almacenamiento - Fuentes de energía

Las baterías de litio no solo se utilizan en los autos eléctricos o en los celulares, sino también para almacenar energía, explican los expertos. Por lo que son una de las principales fuentes actuales.

Adelante - Autos podrán vender energía sin usar

"Incluso en el futuro, los mismos autos podrán vender la que no utilicen", dice Miguel López. "Solo estamos viendo los primeros usos de estas baterías", asegura el investigador especialista.

Problema - Una montaña de baterías de celulares

Este es un gran desafío si se piensa en los miles de millones de baterías de los celulares en desuso, a las que sumarán, muy pronto, las provenientes de los autos eléctricos. La contaminación crecerá.

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