A mediados del siglo XIX cuando el físico francés Gastón Planté construye el primer modelo de batería de plomo/ácido, nunca pensó que su invento sería el precursor de las que se utilizarían en la industria automotriz. Este modelo era recargable y consistía en en electrodos de plomo sumergidos en ácido sulfúrico. Gracias a esta nueva tecnología de celda húmeda era capaz, no solo de producir una corriente alta, sino también invertir dicha corriente para auto cargarse, por lo que fue la ideal para ser usada en la industria automotriz. Sin embargo, este primer modelo tenía diversos problemas con los derrames y no fue hasta 1960 que se logró la creación de un nuevo modelo a prueba de derrames. Este avance se logró gracias a la utilización de ácido sulfúrico con polvo de sílice que lograba la formación de una sustancia tipo gel.

Así, a través de los años, las baterías de plomo ácido se fueron perfeccionando hasta ser las que conocemos a día de hoy. De forma paralela, diferentes equipos trabajaron en nuevos prototipos para buscar alternativas eléctricas que entreguen alternativas para el uso de la industria automotriz llegando a formular algunas en base a níquel/cadmio y las de litio. Pese a todos los avances y según ha explicado el investigador del Laboratorio de electroquímica y director del Núcleo de Investigación de Ciencia y Tecnología del Litio de la PUCV, Eduardo Muñoz Cartagena, las dos primeras presentan algunos riesgos, señalando al respecto que: “Las de plomo/ácido constituyen un gran riesgo al contener en sus electrodos este metal pesado y ácido sulfúrico concentrado”. Agregando sobre las de níquel/cadmio que: “las primeras baterías de menor capacidad empleadas en dispositivos electrónicos, estaban constituidas por níquel/cadmio, metales pesados que presentan un gran riesgo para la salud cuando estas son eliminadas y acumuladas en vertederos”.

Por su parte y desde que se generaron las primeras que utilizaban litio de forma estable en la década de los 70’, la mayoría de las investigaciones se centraron en mejorar la seguridad de las mismas debido a que en sus inicios estas presentaban problemas de sobrecalentamiento en el proceso de carga. Hoy en día y después de años de estudios que han derivado en diversos cambios a los componentes que la constituyen, nos encontramos con las denominadas baterías de estado sólido, es decir, aquellas que cambiaron los electrolitos líquidos a electrolitos sólidos. Según ha señalado el Dr. Muñoz, estos avances han llamado el interés de la industria automotriz ya que ve con buenos ojos este tipo de energía señalando al respecto que: “el uso de mayor interés es en automóviles, lo que permitiría la transición definitiva desde combustibles fósiles a electromovilidad”. Agregando también que: “la posibilidad de escalamiento de las baterías de litio, tiene versiones que prácticamente permiten su uso en cualquier dispositivo que requiera energía eléctrica”.

Una batería con menor impacto

El empleo de litio en esta industria se debe principalmente a que es el metal más liviano en la naturaleza y también poseer el potencial electroquímico más alto. Al respecto el Dr. Muñoz mencionó que: “Esto les confiere a las baterías menor peso que sus predecesoras, lo que se traduce en una alta capacidad gravimétrica, i. e., almacenar una gran cantidad de carga por gramo de material de litio empleado”.

Además, dada su naturaleza y dependiendo de los requerimientos hay una gran gama para usos industriales. Tal como señaló el docente del Instituto de Química de la PUCV, “dependiendo de las circunstancias y las necesidades, sus usos pueden ir desde un respaldo energético ante eventuales cortes de suministro, almacenamiento de energía desde fuentes externas para su aprovechamiento posterior, hasta cualquier dispositivo”.

Si se toma en cuenta la forma en que se produce la energía, todas las baterías, es una fuente de energía limpia, ya que no produce contaminación alguna en este proceso, lo que también ocurre en el proceso de carga de la misma. Sin embargo, una vez que ésta cumple con los ciclos de vida de sus componentes, los residuos no son totalmente inocuos y afectan de alguna forma u otra al medio ambiente. Pese a esto, las de litio tienen un impacto mucho menor, ante esto, el Dr. Muñoz se refirió señalando que: “los constituyentes de la batería de litio, si bien no son inocuos, no presentan un riesgo elevado al medio ambiente. Por supuesto, dentro de estos dispositivos se encuentra: 1) litio, el cual sólo es tóxico si es ingerido en grandes cantidades, 2) grafito, que generalmente es considerado atóxico y 3) manganeso y cobalto, el primero siendo más tóxico y el segundo que causa irritaciones. Por consiguiente, si bien las baterías de litio no son inocuas para el medio ambiente, comparadas con sus predecesoras presentan un menor riesgo”. Adicionalmente, ya se encuentran en operación proyectos que permiten la recuperación parcial de los componentes que forman parte de las baterías. 

Dado los avances hay empresas de automóviles que incluso han buscado nuevas alternativas, en este caso, destaca Toyota que con sus nuevas baterías de estado sólido prometen una carga completa en solo 10 minutos y autonomía de hasta 500 kilómetros.

Fuente Facultad de Ciencias