Buenos Aires (EP), 28 de mayo \u201824. La carest\u00eda de materiales para los sistemas de almacenamiento habituales acelera la investigaci\u00f3n del sodio y el calcio, entre otros, como sustitutos m\u00e1s baratos y ecol\u00f3gicos.<\/p>\n
La utilizaci\u00f3n de elementos como el litio, el cobalto y n\u00edquel para la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas supone una dependencia de materiales escasos (y, por lo tanto, caros), t\u00f3xicos y cuya extracci\u00f3n y procesamiento causa numerosos problemas ambientales; hacen falta dos millones de litros de agua para extraer 1000 kilos de litio. Los investigadores buscan con urgencia sustitutos que sean abundantes, renovables, biodegradables, seguros y de bajo coste e impacto ambiental. La soluci\u00f3n puede estar cerca: el sodio y el calcio, dos elementos abundantes con los que se investiga para evitar que la demanda de litio se multiplique por 60 en dos d\u00e9cadas, seg\u00fan las previsiones de la UE.<\/p>\n
A la imparable proliferaci\u00f3n de dispositivos dom\u00e9sticos y port\u00e1tiles se suman los dos mayores desaf\u00edos: la electrificaci\u00f3n de la movilidad y el almacenamiento de las energ\u00edas renovables para disponer de corriente de forma continua. \u201cNo hay suficientes iones de litio, cobalto y n\u00edquel para satisfacer las necesidades de todos\u201d, afirma John Abou-Rjeily, investigador de la empresa Tiamat Energy, surgida del Centro Nacional de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica de Francia (CNRS).<\/p>\n
Este doctor en F\u00edsica y Qu\u00edmica de los Materiales investiga, seg\u00fan publica Horizon, como alternativa el sodio, uno de los elementos qu\u00edmicos m\u00e1s abundantes en la corteza terrestre y cuyo procesamiento y uso es, a diferencia del litio, m\u00e1s seguro y barato. Por el contrario, necesita m\u00e1s volumen, por los que los desarrollos actuales a\u00fan no son adecuados para peque\u00f1os dispositivos.<\/p>\n
En la Argentina, el litio se encuentra en salares, disuelto en salmuera. Para extraerlo, se expone esta salmuera al sol en grandes piletones que permiten concentrarlo y luego, mediante procesos qu\u00edmicos, se obtiene el carbonato de litio que se usa para las bater\u00edas<\/p>\n
Tampoco pueden competir con el alcance que aportan los sistemas de almacenamiento actuales a los coches el\u00e9ctricos. Pero podr\u00edan servir para alternativas en trayectos m\u00e1s cortos, los mayoritarios. \u201cSi bien nunca desafiar\u00eda el alcance de 500 kil\u00f3metros de las bater\u00edas de iones de litio, este tipo de iones de sodio podr\u00eda ser m\u00e1s competitivo para tramos m\u00e1s peque\u00f1os. Podr\u00edan ser m\u00e1s baratos para distancias cortas y medias en coche, explica Abou-Rjeily.<\/p>\n
En la misma l\u00ednea se encuentran los investigadores de las universidades Chalmers de Tecnolog\u00eda (Suecia) y Delaware (Estados Unidos), seg\u00fan un estudio publicado en Energy. \u201cHay una tendencia a demandar una bater\u00eda realmente grande. Pero seg\u00fan las investigaciones, generalmente, es suficiente una un poco m\u00e1s peque\u00f1a, con menor alcance que el de un tanque de gasolina, ya que el \u00fanico momento en que necesitar\u00eda una autonom\u00eda mayor es para un viaje de seis horas o m\u00e1s, en cuyo caso, el conductor podr\u00eda cargar sobre la marcha. Se hace demasiado hincapi\u00e9 en la necesidad de una autonom\u00eda realmente larga y esto conduce a un aumento del precio del veh\u00edculo y a un mayor uso de los recursos para los coches el\u00e9ctricos\u201d, comenta Frances Sprei, profesor de Chalmers.<\/p>\n
Para este doctor en Energ\u00eda y Media Ambiente, es necesario este cambio de mentalidad para adecuar las instalaciones de carga donde las personas pasan m\u00e1s tiempo: en casa y en el trabajo. Sprei lamenta que, por el contrario, muchos pa\u00edses europeos se centran en la red de recarga en carreteras y v\u00edas.<\/p>\n
Esta simple modificaci\u00f3n de la percepci\u00f3n de las necesidades impulsar\u00eda a\u00fan m\u00e1s al sodio como alternativa, ya que permitir\u00eda desplegarlas en hogares y centros de trabajo como sistemas de almacenamiento de energ\u00eda procedente de fuentes renovables. En este sentido trabaja Magdalena Graczyk-Zajac, profesora de la Universidad T\u00e9cnica de Darmstadt en Alemania, e integrante del proyecto europeo SIMBA, que concluye su primera fase el pr\u00f3ximo junio.<\/p>\n
La investigadora apuesta por almacenar la energ\u00eda capturada por los paneles fotovoltaicos de los hogares en una bater\u00eda dom\u00e9stica recargable de iones de sodio. Esta alimentar\u00eda las casas y cargar\u00eda los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de sus moradores con una significativa reducci\u00f3n de costes. \u201cSe podr\u00eda conducir el coche gratis durante ocho o nueve meses al a\u00f1o\u201d, asegura. El prototipo ya est\u00e1 en pruebas de laboratorio.<\/p>\n
Una parte, el \u00e1nodo, est\u00e1 hecha de carbono duro, que se puede obtener a partir de madera u otros residuos biol\u00f3gicos. Para el c\u00e1todo se prueba con blanco de Prusia, un compuesto qu\u00edmico procedente de un pigmento azul del mismo nombre, pero con m\u00e1s sodio y rico en hierro, uno de los metales m\u00e1s abundantes.<\/p>\n
La bater\u00eda de los pr\u00f3ximos autos el\u00e9ctricos podr\u00eda usar sodio o calcio en vez de litio para su fabricaci\u00f3n<\/p>\n
El centro de investigaci\u00f3n vasco CIC energiGUNE, cuenta con su propio desarrollo en este \u00e1mbito: un \u00e1nodo met\u00e1lico de sodio con un espesor de tan solo siete micras (70 veces m\u00e1s fino que los actuales) conseguido a trav\u00e9s de un proceso de evaporaci\u00f3n f\u00edsica. \u201cEste avance\u201d, seg\u00fan este centro, \u201cabre la puerta a la fabricaci\u00f3n de bater\u00edas flexibles de estado s\u00f3lido con el \u00e1nodo delgado de sodio, una alternativa m\u00e1s segura, econ\u00f3mica y de menores dimensiones a las actuales bater\u00edas con electrolito l\u00edquido en las que se emplea grafito\u201d.<\/p>\n
\u201cEl sodio no se puede laminar con facilidad debido a su textura pegajosa, parecida a la plastilina\u201d, explica Montse Galcer\u00e1n, investigadora principal de este proyecto a CIC energiGUNE. \u201cHasta la fecha, el m\u00e9todo m\u00e1s com\u00fan que se usaba para laminar un bloque de sodio era tan b\u00e1sico como procesarlo con un martillo, pero eso provocaba que no se pudiera obtener una l\u00e1mina fina y homog\u00e9nea, y, por tanto, hubiera un gran exceso de sodio inutilizado en las bater\u00edas. Gracias a la evaporaci\u00f3n, hemos logrado superar ese obst\u00e1culo\u201d, asegura.<\/p>\n
Este adelgazamiento del \u00e1nodo permite reducir la cantidad de sodio necesaria, y los costes, el peso y las dimensiones de las bater\u00edas, mientras aumenta de la densidad de energ\u00eda (mayor capacidad de acumulaci\u00f3n) y la seguridad.<\/p>\n
Otro elemento con el que se trabaja como sustituto del litio es el calcio. \u201cEs uno de los elementos m\u00e1s abundantes en la corteza terrestre y no se concentra en \u00e1reas geogr\u00e1ficas espec\u00edficas, como ocurre con el litio. Si la materia prima es barata, tambi\u00e9n las bater\u00edas pueden serlo\u201d, sostiene Rosa Palac\u00edn, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) e integrante del proyecto CARBAT a Horizon.<\/p>\n
Utilizar calcio como electrodo negativo ofrece ventajas frente al grafito de las bater\u00edas de iones de litio, ya que posee una capacidad de acumulaci\u00f3n por kilogramo (densidad de energ\u00eda) superior a las bater\u00edas convencionales de litio que, adem\u00e1s, forman diminutas estructuras r\u00edgidas denominadas dendritas y pueden provocar cortocircuitos o explotar tras muchos usos, seg\u00fan explica la entidad.<\/p>\n
\u201cCuando el calcio atraviesa el electrolito, dos electrones fluyen al exterior, en lugar de uno, como en el caso del litio. Cabe suponer que una bater\u00eda del mismo tama\u00f1o ofrecer\u00eda una autonom\u00eda mayor si se utiliza en un veh\u00edculo el\u00e9ctrico, siempre que se encuentre un electrodo positivo adecuado\u201d, explica Palac\u00edn.<\/p>\n
La clave es la elecci\u00f3n de los componentes m\u00e1s adecuados. \u201cParece que, finalmente, todas las sales de electrolitos que funcionan contienen boro. Utilizamos tetrafluoroborato de calcio disuelto en una mezcla de etileno y carbonato de propileno\u201d, precisa la investigadora.<\/p>\n
Otros investigadores de la Universidad T\u00e9cnica de Dinamarca buscan, en el proyecto SALBAGE, una bater\u00eda a partir de un \u00e1nodo de aluminio y un c\u00e1todo de azufre. El aluminio es incluso m\u00e1s abundante que el calcio, pero incorporarlo a una bater\u00eda plantea dificultades similares.<\/p>\n
\u201cTodos los materiales empleados son baratos. El aluminio, el azufre, el propio electrolito y la urea son muy, muy baratos. Incluso el pol\u00edmero lo es\u201d, asegura el investigador de la universidad danesa Juan Lastra, quien defiende esta opci\u00f3n para almacenar energ\u00eda de un parque e\u00f3lico o solar.<\/p>\n
Fuente: La Naci\u00f3n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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