Las baterías de ion-litio utilizadas en la industria del automovilismo ya tienen a punto un nuevo sustituto para algunos modelos que optimizará sus prestaciones y autonomía. 

Así fue difundido recientemente entre medios europeos del rubro, quienes postulan al polímero de grafeno como el sucesor del ion litio en los coches híbridos y eléctricos.

Una empresa española llamada Graphenano ya patentó baterías compuestas por este polímero. Aún no concretada su fecha de aparición, lo que costará y en qué modelos se instalará, sí que se conocen algunas de las tecnologías que se están diseñando y el rendimiento que alcanzarán.
Este material superconductor de la electricidad está formado por átomos de carbono puro y permiten una autonomía en los vehículos eléctricos de más de 800 kilómetros. Además, el tiempo de carga es de solo cinco minutos y el espacio que ocupan se reduce entre el 20 y el 30%. Otras de sus características son su elevada conductividad térmica y eléctrica, pesa poco, es capaz de generar por sí mismo electricidad al ser alcanzado por las partículas que componen la luz, su vida útil es cuatro veces mayor a las baterías de ion-litio y su carga puede ser inductiva.

Así las cosas, ¿peligran las posibilidades de Argentina como productor de Litio?. Según los expertos NO, la clave está en acelerar los procesos en cuanto a la explotación de los yacimientos disponibles y que la infraestructura correspondiente como por ejemplo caminos para el transporte de insumos, productos, maquinarias y demás, esté acorde a esta gran oportunidad del país. ¿Y la fabricación de baterías?. Quienes están en la industria argumentan que hoy no es negocio para Argentina puesto que son los países asiáticos los que lideran el sector en cuanto a experiencia y tecnologías aplicadas. Sin embargo, la posibilidad del país es la de convertirse en el mayor exportador de litio de alta calidad para aquellos productores que tienen los conocimientos para hacer las baterías.
La Argentina posee dos proyectos en operación, Salar de Olaroz (Jujuy) y Salar del Hombre Muerto (Catamarca). Según la Cámara de Empresarios Mineros (CAEM), producen en conjunto 30.000 toneladas de LCE (carbonato de litio equivalente), lo que representa 16% de la producción mundial. Además, minera FMC invirtió US$300 millones para llegar a producir 18.000 toneladas anuales. Hay otros proyectos en danza, pero no se sabe a ciencia cierta su comienzo.

Algunos expertos como Joe Loewry, consultor y asesor de las principales empresas vinculadas al rubro, dijo recientemente ante medios nacionales que “el país debería tener más yacimientos en producción de los que tienen en la actualidad”. Es que según las proyecciones la demanda para el litio se va a triplicar en los próximos cinco años y con los proyectos actuales en operación no se puede cumplir con esa demanda, así que sí o sí se necesita más inversión. 

En diez años uno de cada tres autos funcionará con baterías de litio. Para eso se necesitan muchos kilos del mineral, más aún si se consideran los diferentes nichos del mercado automotriz como motos y colectivos. Argentina está en una posición única para que crezca esta industria pero en un nuevo escenario que se basa en generar sinergias y adaptación a las constantes y cambiantes demandas del mercado.

Dúo energético

La dupla grafeno – litio puede asociarse para aumentar la vida útil de las baterías de dispositivos electrónicos y vehículos. La mejora en la circulación de los iones de litio y la menor degradación del ánodo podría lograr que las baterías de los celulares y los automóviles eléctricos sean mucho más duraderas.

Investigadores de la Universidad de Warwick, Inglaterra, reemplazaron el grafito, un material usado habitualmente en el ánodo, por una mezcla que contiene partículas de silicio y capas de grafeno. Esta nueva combinación de materiales permite aumentar de manera notable el número de ciclos de carga y descarga de las baterías y podría adaptarse a su fabricación a gran escala. Los resultados se publicaron recientemente en Scientific Reports a principios de este año. 

Teléfonos, tablets, cámaras digitales y vehículos híbridos o eléctricos, utilizan iones de litio en sus baterías recargables. En ellas, los iones de litio viajan desde el electrodo negativo hasta el positivo durante la descarga y, posteriormente, en sentido contrario durante la carga. El grafito ha sido la opción más usada como material activo en el electrodo negativo (ánodo); es decir, como uno de los materiales que participa en las reacciones electroquímicas de carga y descarga. A posteriori comenzó a utilizarse el silicio en lugar de grafito, por ser un material abundante y capaz de proporcionar diez veces más energía por unidad de masa, pero sus problemas de rendimiento comenzaron a limitar su uso comercial. Aparece así la investigación de los expertos de la Universidad de Warwick, en la que consideraron una mezcla de silicio y grafeno.

En concreto los investigadores usaron una forma de este material conocida como “grafeno de pocas capas”; es decir, varias láminas de las mismas dimensiones apiladas unas con otras. Tras experimentar con diferentes cantidades relativas de silicio y grafeno, dieron con una mezcla que lograba mantener el 80 por ciento de la capacidad de carga de la batería durante más de 230 ciclos de carga y descarga, el doble de ciclos que cuando no coexisten dichos materiales. El trabajo sugiere que la cantidad apropiada de grafeno de pocas capas y partículas de silicio solventaría parcialmente los problemas de los que hoy adolecen las baterías de iones de litio basadas en silicio. De cara al futuro, los investigadores estudiarán la producción industrial de compuestos de silicio y grafeno y su incorporación a baterías en aplicaciones de alta potencia.

Claves

1 El grafeno es producido a partir de grafito, tiene la resistencia mecánica del diamante y la flexibilidad del plástico.

2 Actualmente las baterías más eficientes son las de iones de litio, sin embargo los ingenieros estudian la posibilidad de crear super condensadores capaces de cargar más rápidamente.

3 Una batería de grafeno tiene la ventaja de volver a cargarse rápidamente de hecho se habla incluso de 16 segundos frente a las horas de las baterías actuales.

4 La fabricación de baterías de litio es un negocio asiático desde los ´90 y actualmente con una gran demanda de mercado en donde los productores están buscando abastecer esa demanda.