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Litio
El combustible del futuro
Es posible un auto que tenga autonomía y potencia pero que sea silencioso, pero que sea silencioso y que no contamine? Arnaldo Visintin explica que la clave lesta en el litio.
Dr Arnaldo Visintin

Arnaldo Visintin es Dr. en Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Exactas (INIFTA), CONICET.

Te imaginás un auto que tenga la misma autonomía y potencia que uno similar al de la actualidad, pero que sea silencioso y fundamentalmente que no contamine? Quizá la clave la tenga un elemento químico que abunda en el norte de nuestro país, el litio (Li) catalogado como el oro blanco del Siglo XXI posee numerosas aplicaciones, pero el mayor desafío es propulsar vehículos y reemplazar a los combustibles de origen fósiles. Parte de estas preguntas la responde el Dr. en Ciencias Químicas, Arnaldo Visintin integrante del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teórico Aplicadas 
(UNLP-CONICET).
Aunque hasta ahora los combustibles fósiles resultaron una fuente de energía barata, el escenario futuro es incierto. Debido en parte a que se trata de un recurso limitado, y por otra parte debido a las consecuencias ambientales asociadas a su uso.
Más allá de cuánto tiempo duren las reservas de combustibles fósiles, interesa también la velocidad a la que pueden extraerse estos recursos. La producción de petróleo no puede aumentar indefinidamente para satisfacer la demanda, los modelos de obtención de petróleo tienen un máximo asociado. A nivel mundial las predicciones son variadas y diferentes, ya que no se trata de un fenómeno sencillo de modelar. En el caso del petróleo, el par oferta-demanda no está determinado solamente por la capacidad de producción y la velocidad de consumo, influyen factores tales como la especulación o la inestabilidad política de algunos países productores de petróleo.
Independientemente de cuando se alcance este máximo, dado que se trata de recursos no-renovables, este fenómeno tendrá lugar en el futuro, y en la medida que el petróleo sea suplantado por otros combustibles fósiles (carbón, gas natural, etc.), éstos terminarán alcanzando también un máximo de producción para luego disminuir la oferta. Y es en este escenario donde entra en juego el Litio como posibilidad de vector de energía renovable no - contaminante.
Materia Pendiente (MP) ¿Qué es el Litio y cuáles son sus propiedades?
Arnaldo Visintin (AV) - El litio (Li) es un elemento químico que ya está dando mucho que hablar en la industria de las telecomunicaciones y transporte, catalogado como "el oro blanco del siglo XXI", es un metal blando, de color blanco plata, que se oxida rápidamente en contacto con el aire o el agua. Hoy en día, el mineral del litio presenta múltiples aplicaciones: debido a su alto potencial electroquímico se usa para la fabricación de baterías para los autos eléctricos, para computadoras portátiles y celulares, hasta se utiliza en la producción de aleaciones de aluminio. Además un constituyente de complejos químicos como el boro hidruro de litio con gran capacidad de almacenamiento de hidrógeno.También se lo emplea en la confección de vidrios y cerámicas, en la fabricación de lubricantes y hasta como medicamento para tratamientos psiquiátricos.

MP. - Estamos hablando de energías sustentables/renovables. ¿Cuál es el alcance del término?
AV. - Las fuentes de energía basadas en recursos renovables son ampliamente reconocidas como la alternativa más viable para resolver el problema energético. Entre las fuentes de energía sin carbono se encuentran los convertidores solares, las turbinas eólicas, mareomotriz, geotérmica. Por sus características de funcionamiento intermitente estos sistemas deben complementarse con dispositivos electroquímicos de acumulación de electricidad, tales como baterías recargables avanzadas o sistemas de almacenamiento de hidrógeno.

MP. - ¿Dónde se encuentran este tipo de yacimientos y cuál es el rol estratégico que le toca a nuestro país?
AV. - De acuerdo con el Centro de Estadísticas Geológicas de Estados Unidos, la mayor reserva de litio se encuentra en el salar de Uyuni (Bolivia), la cual posee 100 millones de toneladas. Luego le sigue el salar de Atacama (Chile) con el 29% de los depósitos y, finalmente, las provincias de Jujuy, Salta y Catamarca (Argentina) con 11 millones de toneladas métricas que, en su mayoría, se exportan a países como Estados Unidos, Gran Bretaña, Alemania, China, Rusia, Japón y Holanda para su futura aplicación en objetos muy utilizados en la cotidianeidad.

MP. - ¿Y en nuestra región y particularmente en la UNLP, cuál es la expectativa?
AV. - Es importante mencionar que desde la creación en 2013, Y-TEC -la empresa pública conformada por YPF y el Conicet- se ha sumado a esta carrera tecnológica y ha buscado aglutinar los esfuerzos que se vienen realizando en distintos centros de investigación nacionales y provinciales. El desarrollo de baterías de ion-litio es un objetivo muy importante para el país, por la demanda esperada y por la conveniencia de agregar valor al mineral. En el ámbito del Programa de Desarrollo de Tecnologías del Litio, Y-TEC patrocina tres proyectos: el primero de ellos apunta a la extracción y purificación de cloruro de litio a partir de un método eco-sostenible; el segundo está dirigido a la producción de fosfato de hierro-litio; y el tercero, a la fabricación de electrodos y celdas elementales para las baterías, para lo cual se instalará una planta piloto en la refinería de YPF en La Plata. Si nos detenemos en la primera etapa del proceso, un gran avance ha sido el desarrollo por parte del INQUIMAE (UBA) de un método de extracción de litio de salmueras utilizando la energía solar. Entre sus ventajas; destacan el bajo costo energético; la rapidez del proceso que se realiza por electrólisis -pocas horas, frente a los cerca de ocho meses que insume el método tradicional de evaporación de las salmueras-, el uso de energía limpia -no consume agua ni utiliza sustancias químicas-, y la obtención de un producto de alto valor agregado -el cloruro de litio, de alta pureza. Existen en el país, además del INIFTA de la Universidad Nacional de la Plata, lugar donde se comenzaron estos estudios en el año 2010, otros grupos de trabajo abocados a este mismo tema, entre los cuales cabe destacar el equipo que lidera Daniel Barraco y Ezequiel Leiva en la Facultad de Matemática, Astronomía y Física (FAMAF) de la Universidad Nacional de Córdoba; las investigaciones del Dr. Fabricio Ruiz en el Centro Atómico Bariloche y Rita Humana, investigadora del flamante Centro de Investigaciones y Transferencia de Catamarca (CITCA). Recientemente el nuevo instituto de investigaciones de litio en la provincia de Jujuy, el CIDMEJU, en Palpalá, instituto tripartito entre el CONICET, la Universidad de Jujuy y el gobierno de la provincia. Los seis centros trabajan en red con el objetivo común de construir una mega planta YTEC de 100 MW año de producción de baterías de ion litio.

MP. - No sería de entrañarnos un futuro con autos no contaminantes y amigables con el medio ambiente.
AV. - La materia prima para producir baterías de litio la tenemos en Argentina (carbonato de litio) se exporta a 7000 dólares la tonelada, si se añaden otros materiales como el hierro, el fósforo, el cobre y el aluminio, por sólo citar algunos de ellos, se obtiene un producto, batería de ion litio para automotores que tiene un valor de mercado de entre 20.000 y 30.000 dólares. Todo esto, habiendo pagado solo 700-900 dólares por el principal insumo. La batería de ion Li es un sistema de almacenamiento de energía eléctrica lo que le permite crear grandes expectativas como fuente de potencia. Por su capacidad de almacenamiento de energía gravimétrica como volumétrica superior a los sistemas convencionales como las baterías Plomo/Níquel/metal hidruro, entre otras. Estas características han impulsado su utilización como fuente de energía de artefactos portátiles y automóviles eléctricos, lo que supone una apertura mucho mayor en el mercado. En cuanto a la autonomía que permiten lograr en autos eléctricos, las baterías de fosfato de hierro-litio llegan a los 150 kilómetros, en tanto que las de óxido de litio-manganeso-cobalto (desarrolladas por el Argonne National Laboratory de EE.UU.) alcanzan los 300 kilómetros. Se espera que las de litio-azufre lleguen a los 400 o 500 kilómetros e, hipotéticamente, las futuras baterías de litio-aire estén en condiciones de superar los 800 kilómetros.

 

Actualizado el 20/12/2016