Desde la química hasta la antropología, pero también la ingeniería, la ciencia política y la biología, despliegan líneas de investigación sobre problemas tan diversos como el impacto socio-ambiental, los procesos de consulta y participación, los métodos de extracción, el reciclado de baterías y las nuevas combinaciones de materiales para sistemas de almacenamiento de energía más eficaces.

La expansión de la minería del litio plantea desafíos que están siendo abordados desde distintas disciplinas científicas. Desde la química a la antropología, pero también la ingeniería, la ciencia política y la biología, despliegan líneas de investigación sobre problemas tan diversos como el impacto socio-ambiental, los procesos de consulta y participación, los métodos de extracción, el reciclado de baterías y las nuevas combinaciones de materiales para sistemas de almacenamiento de energía más eficaces.

En este informe elaborado por EconoJournalse destacan algunos de los proyectos que hoy se están desarrollando en las universidades e institutos de investigación públicos del país.

Cambio de combinación para almacenar energía

El agregado de valor local está presente en varias líneas de trabajo alrededor del litio. Desde la química y la ingeniería, entre otras disciplinas, grupos de investigación del Conicet y las universidades nacionales de Jujuy (UNJu), La Plata (UNLP), San Luis (UNSL) y Buenos Aires (UBA), se enfocan en sistemas almacenamiento de energía, reciclado y procesos de extracción. En este último caso, en el INQUIMAE de la UBA se llevaron adelante las investigaciones que condujeron al desarrollo de un sistema de extracción directa de litio basado en procesos electroquímicos que fue patentado y el año pasado llevó a la creación de la startup Litiar.  

La búsqueda de soluciones de almacenamiento más eficientes es un eje de trabajo que lleva adelante Mariela Ortiz, doctora en Ingeniería de Materiales y responsable del grupo Conversión y Almacenamiento de Energía del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) de la UNLP, que fue creado en 2011 para estudiar y desarrollar baterías de ion-litio.

Como estos dispositivos “tienen una densidad de energía muy baja, el desafío fue mejorar los materiales que están dentro para obtener, en un mismo sistema, más energía”, explica Ortiz. Junto con ese reto, también se proponen “valorizar otros insumos y minerales que hay en el país para adaptarlos e incorporarlos a la tecnología de baterías”. Si bien hacen investigación básica, “siempre apostamos por la aplicación”, advierte.

Este campo de estudio está migrando hacia las baterías en estado sólido, “que es una tecnología más avanzada y segura”, apunta Ortiz. De hecho, hoy trabajan con un equipo de la Universidad Tecnológica Nacional especializado en materiales polímeros para investigar sobre el desarrollo de electrolitos sólidos poliméricos que puedan emplearse en baterías.

Otra área de estudio son los nuevos materiales para acumular energía. “Cuando hablamos de almacenamiento en litio, hay una tecnología concreta y comercial, en el mercado desde los ’90, que es la de ion-litio; pero hay otras combinaciones posibles, como litio-azufre y litio-aire, que aún requieren investigación”.

Esas dos combinaciones “tienen, teóricamente, una densidad de energía hasta 10 veces más grande que la de ion-litio”, afirma Ortiz. “Si el sistema funcionara como la teoría dice y si los problemas intermedios se pudieran solucionar, podríamos aumentar en un factor de 10 la capacidad de energía para almacenar. Y con insumos menos contaminantes, más económicos y que están distribuidos en todo el territorio. Así se revalorizarían otros minerales que no hoy no están tan auge. Sería una tecnología muy versátil y competitiva para adaptarse a demandas y sistemas que requieran más energía, y podría convivir con otras soluciones de almacenamiento dado que responden a distintas necesidades”.

Reciclado, extracción y economía circular

En el Instituto de Investigación en Tecnología Química (INTEQUI), de la UNSL-Conicet, investigan sobre métodos extractivos de litio más económicos y sustentables, que consumen menos energía y emplean reactivos más amigables con el ambiente. Bajo este marco de trabajo avanzaron en el desarrollo procesos que permiten separar y recuperar selectivamente los metales que integran las baterías de ion-litio con el objetivo de que puedan ser reutilizados en procesos productivos. Han obtenido dos patentes y se realizaron publicaciones en revistas científica internacionales.

Respecto a los métodos de extracción que permiten el reciclado de metales estratégicos, trabajan sobre las baterías de ion-litio de dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. Una vez que las baterías terminan su ciclo de vida útil, pueden acumularse como residuos. “Si no se tratan adecuadamente, tienen metales como cobalto y níquel que pueden afectar al suelo y pasar a las napas freáticas”, explica Lucía Barbosa, doctora en química del INTEQUI. “Pero al mismo tiempo, son metales de interés y valor económico que conviene recuperar antes de que sean desechados, para recircularlos y que se incorporen en la cadena de valor”, completa. Y agrega que el litio que se recupera “no solo puede volver a usarse en baterías, sino también otras industrias, como la cerámica y del vidrio”.