UCN logra desarrollar baterías de litio en la región
Iniciativa marca un hito en la zona para la producción y desarrollo de esta industria.
Un equipo de científicos de la Universidad Católica del Norte (UCN) logró un hito al elaborar una veintena de baterías de litio del tipo botón, lo que corresponde a un desarrollo pionero en esta zona que se caracteriza por tener las mayores reservas de este mineral a nivel mundial.
Su elaboración tiene lugar en las instalaciones del Laboratorio de Electroquímica del Departamento de Química de la UCN, en el marco de la iniciativa "Lithium I+D+i: Centro de Investigación, Desarrollo e innovación en Baterías de Litio", que impulsa la UCN con financiamiento de la empresa SQM, y cuyo propósito es realizar investigación científica sobre innovación tecnológica en toda la cadena de valor de las baterías de litio.
Las baterías dadas a conocer son del tipo botón o coin cell (modelo CR-2032). Estas son aquellas que normalmente se utilizan en aparatos electrónicos como relojes, calculadoras, lámparas de escritorio y minicomputadores, entre otros artículos, y cuya forma es circular o similar a una moneda.
El académico de la UCN e investigador líder del proyecto en la línea Área de Nuevos Materiales y Celdas de Batería, el doctor Sergio Conejeros, destaca que el objetivo es construir prototipos que alcancen un nivel de madurez tecnológica.
"Son baterías pequeñas del tipo botón que nos permiten obtener los parámetros claves para después construir baterías más grandes", especifica.
Agrega que la idea es probar el uso de materiales nuevos sintetizados en el Departamento de Química, ver cómo se comportan, y poder realizar publicaciones científicas y posteriormente obtener patentes y/o propiedad intelectual.
El proceso de elaboración de los prototipos, construidos en las últimas dos semanas ha sido posible gracias a la adquisición de moderno equipamiento e instrumental incorporado recientemente gracias al proyecto y apoyo de SQM.
De igual forma, la elaboración de baterías de litio considera la investigación de otros materiales complementarios que ayuden a mejorar las capacidades de los dispositivos. Luego, el siguiente paso sería la construcción de baterías más grandes de tipo cilíndrica.
"Estamos usando un carbón pirolítico proveniente de una planta que recicla neumáticos y residuos domiciliarios en San Pedro de Atacama. La idea es obtener un carbón grafitizado y usarlo como material anódico en la batería, y así hacer economía circular. En este proceso trabajamos en conjunto con la empresa SustrenLab".
Añade que también se utilizará carbonato de litio grado batería proporcionado por SQM, para sintetizar elementos como el fosfato de hierro y litio (LFP) que es un material catódico que actualmente se emplea en las baterías.
El trabajo colaborativo incluye a empresas como SQM, Fraunhofer, SustrenLab y el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) de Valencia (España).
Elaboración
Alifhers Mestra, doctor en ciencias químicas e investigador postdoctoral en baterías de ion litio del proyecto UCN-SQM, explica los pasos a seguir para construir una batería de tipo botón. En este sentido, señala que lo primero es fabricar el electrodo negativo (ánodo) y el electrodo positivo (cátodo).
El proceso continúa con la unión de todas las piezas, tanto del electrodo negativo (ánodo), el electrodo positivo (cátodo), una sal disuelta (electrolito líquido) y un separador para evitar el corto circuito. Posteriormente, se construye y ensambla la batería, la que es sometida a estudios específicos para medir su eficiencia, tiempo de vida, duración de carga y cantidad de energía y potencia que puede aportar.
"Si hacemos una batería de celda completa, es decir como las de venta comercial de fosfato, hierro y litio como material catódico; y un material anódico de grafito, se puede obtener un voltaje de hasta tres a cuatro voltios con alto ciclo de carga y descarga", detalla.
"Son baterías pequeñas tipo botón que nos permiten después construir baterías más grandes"
Doctor Sergio Conejeros