Ciencia y tecnología: ¿qué estrategias está impulsando el país para agregarle valor al litio?

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“Los que estamos trabajando en el tema creemos que es muy bueno agregar valor al carbonato de litio, que hoy exportamos, para que se quede en el país y nos permita producir baterías”, afirma el doctor Arnaldo Visintin. Foto: Fernando Calzada.

El Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), dependiente de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), va a albergar la primera fábrica de celdas para baterías de litio de América Latina. Encabezado por la empresa Y-TEC (propiedad de YPF y el Conicet), este ambicioso proyecto ubicará a nuestro país a la vanguardia a nivel regional.

“Los que estamos trabajando en el tema creemos que es muy bueno agregar valor al carbonato de litio, que hoy exportamos, para que se quede en el país y nos permita producir baterías”, afirma el doctor Arnaldo Visintin, coordinador del área de almacenamiento de energía en base a litio del INIFTA.

Recuerda que hoy las celdas de las baterías se compran en Asia y se ensamblan en Argentina. ¿En qué consiste ese proceso? “A las celdas, se les debe agregar un dispositivo, el BMS (Battery Management System), para el control de la carga y la descarga. Eso hace que el precio final de la batería sea de entre 400 y 600 dólares por kilovatio, cuando el costo de las celdas en el puerto de Buenos Aires está en el orden de los 150 dólares por kilovatio”, ilustra este experto.

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La caja de guantes con atmósfera controlada permite a los investigadores del INIFTA manipular los materiales y ensamblar las baterías de litio en un ambiente con bajo contenido de H20 y 02. Foto: Fernando Calzada.

La futura planta de Y-TEC apunta a dar un paso más: pasar del ensamblado a la producción local de las celdas a escala industrial. “Mayor valor agregado significa mejores puestos de trabajo, capacitación e involucramiento de los grandes centros de investigación del país”, completa.

LITIO, BATERÍAS Y TRANSICIÓN ENERGÉTICA

-¿Por qué es tan importante el litio?

-La transición energética va a marcar un cambio de paradigma, con el paso de los combustibles fósiles a las energías alternativas. En ese marco, tanto el litio como el hidrógeno van a jugar un papel muy importante. Por un lado, hay que tener en cuenta que las energías alternativas son intermitentes. Un gran incentivo para el desarrollo de las tecnologías de litio son justamente las energías renovables, ya que los acumuladores de litio son uno de los dispositivos con mayor capacidad para almacenarlas. Por otro lado, en el transporte es necesario suministrar energía eléctrica al motor para que funcione el vehículo. Ahí tanto las baterías de litio como el hidrógeno, ya sea en celdas de combustible o en combustión directa, van a desempeñar un papel importantísimo. A mi entender, el presente es del litio y el futuro, muy cercano, será del hidrógeno.

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Un investigador trabaja con el equipo encargado de la síntesis y preparación de los materiales activos de las baterías. Foto: Fernando Calzada.

-¿Por qué este elemento es clave en las baterías?

-El litio siempre está presente porque es elemento muy pequeño y tiene un alto coeficiente de difusión, comparable al hidrógeno; de hecho, están cerca en la tabla periódica. El litio es único para Latinoamérica porque lo tenemos en los salares y se lo puede extraer a un costo económico. Hay otros elementos que pueden reemplazarlo, como el sodio o el magnesio, que son elementos que están ubicados en la tabla periódica muy cerca del litio. Incluso hay trabajos de laboratorio con las mismas características de funcionamiento de las baterías de litio. El presente no es para este tipo de baterías porque son átomos de mayor tamaño y tienen problemas que hacen que las velocidades de carga y descarga no sean las óptimas. Yo creo que todavía vamos a tener muchos años de litio porque toda la tecnología, particularmente en Asia, está hecha en función del litio. Y eso no va a cambiar, de un día para otro, todo ese equipamiento y toda esa estructura.

-¿Cómo funcionan las baterías de ion-litio?

Las baterías de litio son sistemas electroquímicos que se componen de un electrodo negativo o ánodo, del que salen los electrones; y un electrodo positivo o cátodo, que recibe esos electrones. Para el desarrollo de tecnologías avanzadas de almacenamiento electroquímico de energía, se requiere el desarrollo de materiales de electrodo de alto rendimiento. Últimamente, por su alto potencial y gran densidad de energía de las baterías, han alcanzado gran auge los materiales basados en fosfatos de hierro, litio y espinelas de manganeso.

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Los potenciostatos son equipos que permiten la aplicación de corriente eléctrica a las celdas para emular las cargas y descargas de las baterías. Foto: Fernando Calzada.

DESARROLLOS “MADE IN ARGENTINA”

-¿Qué materiales se van a utilizar en la planta de Y-TEC en La Plata?

-Se van a utilizar los fosfatos de hierro y litio. Es un cátodo que ya tenemos desarrollado desde hace varios años y que está en escala piloto. La planta apunta a la producción de celdas de ese tipo de baterías: cátodo de fosfato de hierro y litio y ánodo de carbono. Son baterías clásicas, conocidas. Tienen una potencia menor que las de cobalto, pero la ventaja es que son más seguras y no tienen tanto peligro de explosión del solvente de la batería.

-¿Existen otros compuestos que se estén investigando?

-Hay un montón de otros compuestos muy interesantes, que se están estudiando en universidades de nuestro país, como las de La Plata, Córdoba, Jujuy, Catamarca y en la Universidad de Buenos Aires (UBA). Estamos hablando de una nueva generación de baterías con cátodo de azufre –mucho más liviano– y ánodo de litio metálico, que tienen una densidad de energía dos o tres veces mayor que las de ion-litio. En el mundo, todavía no hay fábricas que produzcan baterías de azufre-litio y, por eso, es una oportunidad para Argentina estar en la primera línea de largada con este tipo de baterías. En otro orden, a nivel de laboratorio, en el mundo se está trabajando en el desarrollo de baterías de sodio y magnesio. Son átomos más grandes, de mayor tamaño, que presentan problemas de difusión en las velocidades de carga y descarga. Además, tienen menor capacidad de almacenamiento.

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La doctora Mariela Ortiz del INIFTA trabajando con la caja de guantes. Foto: Fernando Calzada.

-¿Cuáles son los mayores escollos para avanzar en nuestro país en la producción local?

-El principal escollo no es técnico. El problema es la competencia en el mercado. Para competir con Asia, hay que tener una planta enorme, una “giga-factoría”, que sería imposible en la Argentina. Por su parte, el mercado latinoamericano sigue siendo muy pequeño. Una solución es buscar nichos donde las baterías sean más caras. Por ejemplo, la batería de un satélite espacial cuesta 90.000 dólares por kilovatio y tienen mucho valor agregado. También podríamos ser competitivos en el área de defensa, donde hay que tener autonomía en este tipo de tecnología. Hay una cuestión elemental: los trabajos de alta tecnología y valor agregado tienen que quedar en Argentina.

* Esta nota fue escrita por un periodista de la redacción de DEF.

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