Científicos chilenos inician estudio para desarrollar la siguiente generación de baterías

Investigadores de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) se adjudicaron un proyecto Fondef para investigar fórmulas que permitan almacenar energía a partir de nanopartículas. 

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Con el apoyo de CONICYT, científicos chilenos iniciaron un proyecto para mejorar la capacidad de las baterías actuales.

Con un mercado en plena expansión, el futuro del litio en el contexto de nuevas tendencias como la electromovilidad aparece como prometedor: se estima que el aumento de la demanda por baterías recargables para el sector transporte crecerá en 34% en los próximos cinco años, en tanto que las baterías para aplicaciones industriales y dispositivos electrónicos, como su celular, lo harán en 3% y 5% respectivamente.

Así lo señala el estudio “Mercado internacional del litio y su potencial en Chile”, dado a conocer por la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) en 2018, considerando los sectores productivos que impulsan su demanda y las opciones que posee el país para ser parte de su desarrollo. Mucho se ha debatido en torno a la posibilidad de fabricar estas baterías en Chile, pero una nueva iniciativa plantea crear en nuestro país la tecnología para la siguiente generación de baterías.

Es lo que proponen expertos de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) que se adjudicaron uno de los últimos proyectos del concurso IDeA I+D 2019, implementado por CONICYT a través de su Programa Fondef.  Utilizando nanopartículas de litio, azufre y carbón, buscan mejorar la tecnología actual de almacenamiento de energía, generando baterías de litio con una carga y vida útil mayor que la actual.

“En Chile tenemos el problema de ser exportadores de materia prima y no de tecnología”, señala Gonzalo Avaria, investigador de la CCHEN que participa de esta iniciativa liderada por el doctor Biswajit Bora. “Trabajar con estas nanopartículas nos va a permitir desarrollar tecnologías más eficientes para almacenar energía, sea para fabricarlas en otros países o bien para crear una industria en Chile”, agrega.

Baterías durables y contaminación

Avaria explica que no existe un método en la industria mundial para generar almacenamiento a través de partículas, sino que usan baterías con electrodos de litios. “Y ese es el problema, en los ciclos de carga y descarga el material se expande y contrae, lo que va generando fracturas en el material. ¿El resultado? Todos lo vemos en nuestros celulares, al principio la batería dura bastante, pero con el tiempo cada vez menos”, dice.

Los vehículos eléctricos son una de las soluciones para combatir la contaminación por combustibles fósiles. Solo en Chile, el transporte terrestre aporta un 21% de las emisiones de dióxido de carbono.

Pero al usar nanopartículas gran parte de este problema se subsana. “Lo que sucederá con la nueva generación de baterías es que podríamos aumentar la densidad de energía que existe en el dispositivo. Esto es, la cantidad de energía por volumen”.

En el caso de la electromovilidad el potencial es enorme. Es uno de los temas abordados en la actual COP25 que se realiza en Madrid, España, y hace referencia a tecnologías que permiten que los medios de transporte se impulsen con energía eléctrica, sin emitir contaminación ni sustancias que aceleran el cambio climático. Solo en Chile, el transporte terrestre aporta un 21% de las emisiones de dióxido de carbono.

Cabe destacar que el proceso para crear estas partículas es parte importante de la investigación: involucra la utilización de una antorcha de plasma en la que se pueden obtener temperaturas que exceden los 10.000 grados Celsius, “lo que permitirá generar nanopartículas con una dispersión de tamaños acotada y con características únicas, respecto a la producción actual disponible en el mercado”, según explicó la CCHEN en un comunicado.

Con una duración de 24 meses, el proyecto cuenta con la participación de las empresas Nanotec S.A. y Protech SpA. como instituciones asociadas, lo que permitirá dar un impulso comercial solido a los resultados de este proyecto. De CCHEN también participarán del estudio el doctor Julio Urzúa (Departamento de Materiales Avanzados), Marcelo Vásquez (técnico mecánico del Departamento de Ciencias Nucleares), Daniela Ulloa (Departamento de Gestión de Innovación y Transferencia Tecnológica), Pamela Quintuprai (administración y gestión financiera),  la doctora Mirtha Rios (postdoctorante del proyecto) y la doctora Marlene Arismendi (investigadora Nanotec).