Ciencia y Tecnología

Litio, níquel, plomo: El complejo mundo de las baterías

Las baterías pueden ser de muchos tipos; sirven para una infinidad de aparatos del día a día y otros inimaginables. Lo cierto es que son valiosas. En diálogo con el periodista Francisco Lucotti, de Sputnik, el economista argentino Leonardo Valente, experto en innovación, explicó las variedades que centran las discusiones mundiales sobre el futuro de la tecnología y del medio.


El litio se ha transformado en el elemento estrella para el desarrollo tecnológico de dispositivos móviles y vehículos eléctricos. Ha sido tildado de «oro blanco» y viene siendo fuertemente demandado por las potencias mundiales. Sin embargo, las dificultades para acceder a este metal y el impacto ambiental de su producción limitan y desafían la contemporaneidad.

Las baterías convierten energía química en electricidad, con la capacidad de acumularla. Existen numerosos tipos, tanto por sus componentes, que determinan sus características, como por sus usos y tamaños. No será lo mismo una minúscula para un reloj, una exigente para un smartphone, aquella que potencia un auto o las gigantes que utilizan las centrales de comunicaciones como respaldo.

«La batería perfecta no existe. A la hora de elegir un sistema de batería hay cinco parámetros a considerar, pero ninguna cumple con todos los atributos más que las otras», remarcó a Sputnik, Leonardo Valente, economista y cofundador de Innobattery, empresa argentina que desarrolla baterías híbridas.

«Es como si tuvieras una botella de agua y tuvieras cinco vasos a llenar, pero no te alcanza el agua para todos», ejemplificó.

Como lo explica Valente, las baterías cuentan con cinco características básicas que las definen.

Accesibilidad. Las baterías de litio son muy eficientes y demandadas, pero este metal solo se consigue en escasos lugares del mundo y su producción es dificultosa y, por ende, muy costosa, algo que no ocurre con otras baterías.

Densidad energética. Determina cuánta energía puede almacenar una batería en determinado espacio o peso, y esto condiciona su eficiencia sobre todo para las industrias de tecnología de punta, que tienden necesariamente hacia lo ligero.

Densidad de potencia. Esto tiene dos caras, cuán rápido puede cargarse sin estropearse y cuánta energía junta puede entregar a la hora de usarse.

Vida útil. Todas las baterías cuentan con ciclos de carga y descarga limitados que pueden tolerar antes de que no sea práctico su uso y se desgasten.

Impacto ambiental. Esto puede medirse tanto en el proceso para conseguir los elementos como en la posibilidad de reciclar la batería una vez cumplida su vida útil, ya que los componentes químicos de las baterías suelen ser altamente contaminantes.

Tipos de baterías: Baterías de plomo

Valente explicó que la tecnología más tradicional de baterías, la que más tiempo se ha usado y que todavía se sigue usando es la de baterías de plomo. Cuentan con un par de piezas de este material, ánodo y cátodo, sumergidos en un conductor llamado electrolito, que suele ser un ácido en forma de líquido o gel.

Por sus componentes, son muy accesibles y de bajo costo, tienen una cantidad de ciclos de carga y descarga baja, una densidad de potencia buena pero se deben cargar lentamente, y tienen la desventaja de que son voluminosas y pesadas, por lo que son descartadas para propulsar vehículos eléctricos grandes, aunque son usadas en motos eléctricas y autos convencionales pero para el arranque.

Batería de níquel

«El segundo tipo de batería tradicional es la de níquel-cadmio, que tiene mayor densidad energética y una vida útil similar a las de plomo pero tiene como desventaja el ‘efecto memoria’: si se carga siempre al mismo nivel ‘se cree’ que tiene esa capacidad y se empieza a ‘achicar’ sola», dijo Valente.

Esta tecnología se usó en las primeras pilas recargables y en los primeros autos híbridos, fundamentalmente en las tres primeras generaciones del Toyota Prius, y luego fueron reemplazadas por las tecnología de níquel-metal, que no tienen el problema del efecto memoria, aunque sus desventajas son su peso (tienen poca densidad energética) y se ven afectadas por el frío, explicó el experto.

Baterías de litio

La tecnología más contemporánea, tanto para autos eléctricos como para aparatos electrónicos es la del litio, también apodado oro blanco por su alta demanda actual y su baja accesibilidad. Existen dos variantes principales que son litio-ion y litio-polímero, que tienen la característica de tener muy alta densidad energética, lo cual lo vuelven excelente para dispositivos móviles de tamaño reducido y alto consumo.

«Las desventajas son que son más costosas, no tienen una gran vida útil y tienen problemas de densidad de potencia: no se pueden cargar rápidamente sin riesgo a generar mucho calor y un peligro de incendio», detalló Valente. Para evitar esto, los aparatos incluyen sistemas de control incorporados, que aumenta su precio.

La batería de litio-hierro (litio-ferrofosfato, o LFP) es una tercera variante, utilizada más que nada para vehículos eléctricos, robótica y almacenamiento, ya que son más voluminosas pero con vidas útiles más largas, mayor potencia y son más seguras. Existen otras variantes, como las de litio-aire, pero están en desarrollo en laboratorio.

Fuente: InfoGEI

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