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Todo el tiempo hablamos y utilizamos baterías; pero, ¿sabemos cómo funcionan y cuáles son sus componentes? Más importante aún: las posibilidades que la Argentina tiene en la producción.
Foto: Vehículos. Las baterías de Litio-ion tienen un extenso futuro en la industria automotriz/Daimler AG – MediaPortal Daimler AG.
Estamos acostumbrados a hablar y utilizar las baterías en nuestros dispositivos electrónicos, herramientas de trabajo y automóviles; pero, ¿sabemos realmente cómo se componen y cómo funcionan? ¿Cuáles son las oportunidades de desarrollo de este producto en el país?
Una batería es, en realidad, es un sistema complejo con diversas partes y componentes, compuesto por paquetes de celdas que constituyen el dispositivo básico en el que se produce la transformación de energía química en energía eléctrica.
Una celda de iones de litio, denominada Litio–ion, es un tipo de batería recargable diseñado para el almacenamiento de energía eléctrica. Típicamente están conformadas por cuatro componentes: ánodo (el terminal negativo), el cátodo (el terminal positivo), un separador poroso que los mantienen separados y un electrolito que posibilita el movimiento iónico entre ambos.
Batería de litio-ion de un auto híbrido/AUDI AG
Los iones de litio – cargados positivamente– circulan, a través del separador, desde el electrodo negativo (ánodo) hasta el positivo (cátodo) durante la descarga de la celda y de forma inversa durante la carga de la misma. Este movimiento de los iones de litio crea electrones libres en el ánodo. El separador bloquea el flujo de electrones dentro de la celda. Las celdas de Li-ion utilizan un compuesto de litio en el cátodo y normalmente grafito en el electrodo negativo.
Desde el punto de vista de seguridad pueden ser peligrosas, ya que contienen electrolitos inflamables y, si se dañan o se cargan incorrectamente, podrían eventualmente provocar explosiones e incendios.
Las características químicas, de rendimiento, de costo y de seguridad varían según los tipos de baterías de iones de litio. En realidad, son subquímicas diferentes en celdas de Li -ion. Algunas de las más conocidas son las denominadas LFP –utiliza fosfato de litio como material de cátodo– y NMC, que usan litio, manganeso y cobalto como material de cátodo.
Investigación y desarrollo
Estas baterías de iones de litio son objeto de muy importantes esfuerzos de investigación y desarrollo, cuyos objetivos incluyen extender la vida útil, aumentar la densidad de energía, mejorar la seguridad, reducir los costos y aumentar la velocidad de carga, entre otros.
Se han realizado numerosas investigaciones en el área de los electrolitos no inflamables con el objetivo de mejorar su empleo seguro. Estos estudios se basan en la inflamabilidad y volatilidad de los disolventes orgánicos utilizados en el electrolito típico a partir de baterías acuosas de iones de litio, electrolitos sólidos cerámicos, electrolitos poliméricos, líquidos iónicos y sistemas muy fluorados. Existen otras investigaciones orientadas fundamentalmente a lograr baterías más eficientes en materias de costo, de aumentar la densidad de energía, de uso más amigable o de mayor vida útil.
Este tipo de baterías es útil para múltiples aplicaciones/Daimler AG – Global Communications Mercedes-Benz Cars – MediaPortal Daimler AG
En la actualidad el mercado de baterías presenta actores importantes, con gran capacidad tecnológica, de investigación, desarrollo y acceso a fondos de inversión. Es de suponer que la demanda se incrementará, que los costos disminuirán por los avances tecnológicos, y que la propulsión eléctrica se convertirá en una opción para un uso masivo.
Los factores mencionados tendrán sin duda impacto tanto en el costo como en la rentabilidad, ya que hoy este representa un mercado que requiere volumen, capacidades de desarrollo tecnológico y de financiación a mediano y largo plazo. Desde la óptica local todos ellos, representan altas barreras de ingreso para un recién llegado.
Oportunidad para el país
Sin necesidad de pensar en una producción comercial a gran escala de baterías de Li-ion, es importante potenciar la inversión local en investigación y desarrollo en una gama amplia de aplicaciones científicas relacionadas –energías renovables, usos militares y otras–, complementando la investigación básica.
En grandes temas de interés común, la investigación básica, la aplicada y las operaciones comerciales derivadas deberían estar conectadas, compartiendo grandes objetivos de mediano y largo plazo, y en estrecho contacto y colaboración.
Analizando el ciclo de vida de la batería de Li-ion con foco en la sustentabilidad, queda claro que la primera (producción de la materia prima) y la última etapa (Disposición Final /Reciclado) tienen y tendrán lugar localmente, por lo que sería lógico analizarlas con prioridad. En ambas existen posibilidades de investigación y desarrollo que podrían ser efectuadas localmente.
En cuanto a la disposición final, existen más preguntas que respuestas, por lo que, si se pensase hacia el futuro y globalmente, existen oportunidades en desarrollo tecnológicos basados en la calidad de nuestros recursos humanos y en su capacidad de generar ideas y conocimiento.
Los desafíos esenciales no son de capacidad tecnológica ni de recursos humanos; requieren cambiar la forma de relacionarnos con el mundo, acuerdos políticos básicos, la decisión de realizar inversiones específicas en ciencia y tecnología relacionadas y en generar condiciones –como previsibilidad jurídica– para que capitales de riesgo permitan que emprendedores alcancen lo que hoy pareciera ser una utopía. Solo queda preguntarnos si la Argentina está dispuesta a impulsar esos cambios.
por Francisco Decono
FUENTE: DIARIO LA NACION/ARGENTINA
