“La electroquímica nos brinda las mejores soluciones”, afirma el científico israelí Doron Aurbach, profesor emérito del Departamento de Química y director del Centro de Energía y Sustentabilidad de la Universidad Bar-Ilan. En diálogo con DEF, durante su reciente visita a Buenos Aires, analizó el presente y el futuro de las baterías eléctricas.
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La acumulación de energía es el camino directo a la electrificación de la economía, ya que nos permite almacenar el excedente generado por las fuentes renovables, que son intermitentes y fluctúan de acuerdo a las condiciones climáticas. A su vez, en los últimos años, la revolución producida por la electromovilidad ha disparado la demanda de minerales críticos, como el litio, el cobre, el cobalto y el grafito, entre otros.
Transición energética: cómo funcionan las baterías de litio y cuál es el siguiente paso
La pregunta inicial es cómo funcionan las baterías. Se trata de acumuladores de energía, constituidos por celdas interconectadas, cada una de las cuales está constituida por un cátodo –electrodo con carga negativa–, un ánodo –electrodo con carga positiva– y un electrolito –sustancia que, al disolverse en un medio líquido, genera una solución iónica que es capaz de conducir la corriente eléctrica–.
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En la actualidad, nos confirma el doctor Aurbach, la tecnología dominante es la de las baterías de ion-litio o iones de litio, que “funcionan perfectamente y son aptas para todos los usos”. En ellas, el grafito actúa como el ánodo y un compuesto de fosfato de hierro y litio funciona como cátodo. Por su parte, el electrolito es una solución líquida compuesta por sales de litio y un disolvente.
Sin embargo, tal como explica el investigador de la Universidad Bar-Ilan, la proyección es que los recursos de litio disponibles sean utilizados en electromovilidad. En ese contexto, el siguiente paso serán las baterías de sodio, que ofrecen, según señaló Aurbach, “una muy buena alternativa en términos de costo-eficacia, seguridad y densidad energética”. Se las considera como una excelente opción a las baterías de iones de litio en aplicaciones de almacenamiento de energía renovable a gran escala, debido a la abundancia del sodio y a la similitud de sus mecanismos electroquímicos.
Qué son las “baterías acuosas” y cuáles son las actuales líneas de investigación
Con vistas al futuro, DEF lo consultó sobre las denominadas “baterías acuosas”, que están siendo investigadas en la Universidad Bar-Ilan. “Las baterías a base de soluciones acuosas no son inflamables, el proceso es seguro y la relación costo-eficacia es alta”, aseguró el especialista, aunque matizó que “para la movilidad eléctrica, el inconveniente es la baja densidad energética”. Es decir, la cantidad de energía almacenada en relación al volumen de la batería.
“En la Universidad Bar-Ilán, hemos desarrollado baterías de zinc-bromo, que nos han permitido ampliar la ventana electroquímica”, explicó Aurbach. En ellas, la solución de sal de bromuro de zinc es disuelta en agua, que funciona como electrolito acuoso. En cuanto a la longevidad de estas baterías, Aurbach señaló que “en el agua los elementos químicos pueden ser más reactivos”. Y, finalmente, puntualizó: “Ahora debemos conseguir baterías con una vida útil más larga”.
