En un laboratorio del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP y del CONICET, la Dra.Doris Grumelli trabaja desde hace varios años en un desafío central para la transición energética: fabricar materiales capaces de mejorar el rendimiento de dispositivos de energía alternativos entre ellas las baterías de litio.
Grumelli es química y electroquímica, y su investigación se ha centrado en  catalizadores para celdas de combustible. Durante años estudió el platino, considerado el catalizador por excelencia gracias a su eficiencia, pero también uno de los metales más costosos por su escasez. "Se trata de entender por qué el platino es tan bueno, para tratar de fabricar materiales que tengan las mismas propiedades pero que sean más accesibles económica y ambientalmente", explica la investigadora.

El giro hacia el litio
El interés por las baterías de litio llegó hace algunos años, impulsado por el auge que tomó ese metal en Argentina y la apertura de nuevas líneas de financiamiento para proyectos vinculados. Aunque en el INIFTA ya existía trayectoria en el tema, Grumelli decidió aportar desde su especialidad: el diseño y la fabricación de materiales nuevos.
Su foco no está puesto en las baterías de ion-litio que hoy equipan autos eléctricos y celulares, sino en dos tecnologías todavía en desarrollo y consideradas muy prometedoras: las baterías de litio-oxígeno y de litio-azufre. "Son tecnologías que todavía tienen que resolver muchos problemas técnicos para poder salir al mercado", señala la investigadora, y ahí es donde entra su experiencia en fabricación de materiales.
Un material en tres dimensiones
El proyecto recientemente  subsidiado  por la Fundación Williams -entre 1800 postulados-  propone diseñar un material tridimensional que combine magnetita, grafeno, partículas de carbono y estructuras metal-orgánicas conocidas como MOF (por sus siglas en inglés, metal organic framework). La combinación busca resolver varias de las limitaciones que hoy enfrentan las baterías de litio-azufre y avanzar hacia un prototipo funcional.
Un punto que suele generar curiosidad es que estos materiales no se extraen tal cual de la naturaleza: se sintetizan en el laboratorio. Es el caso de la magnetita, un mineral que existe en estado natural, pero que Grumelli fabrica a partir de soluciones de hierro y sulfato, bajo condiciones controladas de temperatura y presión, para obtenerla en formatos específicos -nanopartículas o películas- según lo que necesite cada diseño. Con el grafeno ocurre algo similar: aunque puede conseguirse comercialmente, ella lo sintetiza para darle la forma requerida por cada aplicación.

Más autonomía, menos tamaño
La meta del proyecto es lograr baterías más chicas con mayor autonomía para usar en diferentes aplicaciones. Por ejemplo, hoy un auto eléctrico no supera los 500 kilómetros de autonomía sin recargar, un límite asociado a la capacidad de las baterías de litio actuales. "Lo que pueden mejorar estas baterías es, en un tamaño más chico, dar mayor autonomía", resume Grumelli.

Trabajo en red: Jujuy y Alemania
Dentro del INIFTA, Grumelli colabora con una colega especializada en baterías, la Dra. Mariela Ortiz,  que le da acceso al equipamiento necesario para probar sus materiales. A esa red se suma una colaboración con el  instituto CIDMEDJu de Jujuy especializado en litio, y un vínculo internacional clave con Alemania, donde trabaja junto a un investigador joven, el Dr.  Dirk Hauschield, que utiliza un sincrotrón -un acelerador de partículas- para caracterizar los materiales con técnicas que no están disponibles en Argentina.
La dinámica de trabajo es binacional: los materiales se sintetizan y se confirma su composición en el INIFTA con las técnicas disponibles en el país, y luego se envían a Alemania para estudiarlos mediante técnicas "operando", que permiten analizar la batería en pleno funcionamiento -durante ciclos de carga y descarga- y detectar, por ejemplo, si el litio logra difundir correctamente entre los electrodos. Esa información vuelve a Argentina para mejorar el diseño del material.

Un proyecto abierto a jóvenes investigadores
El financiamiento de la Fundación Williams, entidad privada creada hace más de 80 años para apoyar a la ciencia argentina, tiene una duración de un año y es administrado por la Fundación de Ciencias Exactas de la UNLP. 
El proyecto está abierto a la incorporación de becarios , con la posibilidad de viajar a Alemania para participar de la caracterización de los materiales. Grumelli remarca que, aunque el financiamiento de la Fundación Williams se extiende por un año, el trabajo que implica -sintetizar, caracterizar y optimizar estos materiales- equivale al desarrollo de una tesis completa.
En el laboratorio que dirige, dos doctorandas completan hoy sus tesis vinculadas a materiales de magnetita: Agustina Heredia trabaja con superficies de magnetita y moléculas de porfirina para evaluar catálisis en la reacción de reducción de oxígeno, mientras que Magalí Laviani funcionaliza superficies de magnetita con metales para electrocatalizadores. Ambas finalizan sus doctorados en abril del año próximo, bajo la dirección de Grumelli, quien también se desempeña como vicedirectora del instituto.

Ciencia y género: cada vez más mujeres, pero con obstáculos
Las investigadoras reflexionan sobre su lugar como mujeres en un ámbito históricamente masculinizado. Agustina Heredia recuerda que cuando comenzó su carrera había pocas investigadoras al frente de grupos de trabajo, y que las que ocupaban esos lugares eran muy representativas para las generaciones siguientes. Hoy nota que la cifra crece, aunque considera que llegar a los puestos más altos -direcciones de instituto, cargos de gestión científica- sigue siendo más difícil para las mujeres.
Para Magalí Laviani, buena parte de esa dificultad no pasa por el trabajo científico en sí, sino por cómo se reparten las tareas de cuidado familiar, que en general recaen sobre las mujeres.
Grumelli afirma que, en lo personal, nunca sintió machismo por parte de sus jefes ni ventajas por ser mujer, aunque sí percibió actitudes machistas en situaciones cotidianas ajenas al trabajo directo. También señala que la pandemia dejó en evidencia esas desigualdades: muchas colegas debieron hacerse cargo en soledad del cuidado de sus hijos, lo que afectó su producción científica y sus posiciones laborales. "Creo que la mente científica no se escapa de los problemas", resume, y agrega que confía en que la presencia de mujeres en la ciencia argentina siga en aumento.