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Argentina comenzó el desarrollo local de un insumo crítico para las baterías de litio

22 Jul, 2023 Facundo Benitez

Investigadores de la CNEA lograron sintetizar hexafluorofosfato de litio (LiPF6), o sales de litio como se las conoce en la industria energética, en el Complejo Tecnológico Pilcaniyeu (CTP), en Río Negro, donde avanza el proceso para lograr una calidad que permita elevar a nivel industrial la producción de este insumo imprescindible para los electrolitos de las baterías de ion-litio, un compuesto que solo se fabrica en países asiáticos y que por la alta demanda tienen un stock reducido.

La Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) fue convocada para producir hexafluorofosfato de litio por un consorcio del que ahora también forma parte, integrado por el Centro de Química Inorgánica Cequinor-Conicet y las empresas Clorar Ingeniería e YPF Tecnología (Y-TEC); mientras que el financiamiento proviene de la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (I+D+i) del Ministerio de Ciencia a través del Fondo Argentino Sectorial (Fonarsec).

En conjunto con la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), Y-TEC cuenta con la primera Planta Nacional de Desarrollo Tecnológico de Celdas y Baterías de Litio (UniLiB), ubicada en la capital bonaerense, y en una etapa inicial su objetivo es que la Argentina se autoabastezca de baterías para cubrir las necesidades del sistema de defensa nacional, lo que incluye a los radares que monitorean las fronteras.

«Estas instalaciones fueron concebidas en la década de 1970 para el enriquecimiento de uranio y entre 2007 y 2015 se actualizaron con tecnologías que permiten trabajar en las mejores condiciones de seguridad con los elementos fluorados necesarios para el desarrollo de estos compuestos», dijo a Télam el ingeniero nuclear Daniel Brasnarof, gerente del Complejo Tecnológico Pilcaniyeu, ubicado en el paraje rionegrino Pichi Leufu Arriba, a unos 60 kilómetros de Bariloche.

Los pocos países que hoy producen sales de litio a escala industrial se concentran en Asia donde China es uno de los mercados con mayor demanda de este elemento fundamental para la industria electrónica.

«Lo que nosotros ya logramos es sintetizar estas sales a una escala de laboratorio y esperamos alcanzar hacia fin de año los niveles de calidad necesarios para hacer viable la producción a nivel industrial, que con la capacidad de Pilcaniyeu podría ser en principio de una tonelada al año», indicó Brasnarof.

El ingeniero explicó que en simultáneo trabajan con las habilitaciones y estudios de impacto ambiental pertinentes para estos procesos con materiales y consideró que la experiencia de trabajar en el enriquecimiento de uranio facilitará ese proceso.

«La elaboración del hexafluorofosfato de litio comienza con el carbonato de litio que se produce en los salares del norte de nuestro país al que se lo hace reaccionar con fluoruro de hidrógeno anhidro y por otra parte con pentafloruro de fósforo; la sal resultante es la que Y-Tec va a utilizar en la producción de baterías y que mientras no se produzca en Argentina deberá ser importada», detalló.

La presidenta de la CNEA, Adriana Serquis, señaló a Télam que «no es casualidad» que se utilicen las instalaciones en las que Argentina desarrolló las capacidades para enriquecer uranio para poder completar el proceso de elaboración de baterías de litio.

«Las facilidades tecnológicas de Pilcaniyeu para producir hexafloruro de uranio son las que hoy se pueden usar para hexafloruro de litio, pero sobre todo lo que hay es una masa crítica de personal altamente calificado que acumula décadas de experiencia en la investigación de sustancias que requieren una alta cultura de la seguridad y la protección ambiental», detalló.

Serquis consideró que la CNEA «tiene un rol concreto en la transición energética de la Argentina sosteniendo el desarrollo de la tecnología nuclear», por lo que los conocimientos tecnológicos que se desarrollan en un área pueden sumar en otra.

«Además estamos impulsando tecnologías vinculadas a la energía solar, al hidrógeno, y en este caso las baterías de litio», remarcó.

La presidenta de CNEA sostuvo que desarrollar esta capacidad a escala industrial permitiría que Argentina pueda pensar que el litio no es exportable solo como carbonato.

«Abre la puerta a formar nuevos proveedores y derramar nuevas capacidades tecnológicas en el sector industrial», añadió.

Argentina es el cuarto productor mundial de litio después de Australia, Chile y China, y es el segundo país con más recursos de ese mineral, después de Bolivia, con reservas que se concentran en Jujuy, Salta y Catamarca.

El litio es un elemento que pertenece al grupo de los metales alcalinos que tiene la propiedad de liberar mucha energía al oxidarse y permite que las baterías tengan una mayor vida útil, aunque requiere otros procesos antes de convertirse en partes de una batería.

La celda de una batería de ion-litio está conformada por un ánodo, un cátodo y un electrolito. El ánodo es el electrodo negativo, en el que se produce una reacción de oxidación cuando el material del que está hecho pierde electrones; entonces al recibir esos electrones el cátodo o electrodo positivo sufre una reacción de reducción porque estos disminuyen su estado de oxidación.

Esa transferencia de electrones ocurre a través de un circuito externo, como un cable de cobre, y es la que genera la corriente eléctrica.

Mientras tanto, el electrolito es el que permite cerrar el circuito mediante el movimiento de los iones. Se trata de una solución entre cuyos iones están las sales de litio o hexafluorofosfato de litio; cuando la batería se va descargando los iones Li+ van del electrodo negativo hacia el positivo a través del electrolito.

Al conectar la batería a la red eléctrica para su recarga, el sentido de esa transferencia se invierte y los iones litio van desde el electrodo positivo al negativo donde se reducen a Li°(cátodo). Al mismo tiempo que por el circuito externo a este último le llegan electrones de la red. Al tomar esos electrones, el que actuaba como ánodo en la batería, en la celda de recarga pasa a ser el cátodo.

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