Por: Gabriel Ríos Malan, especial para Capital 24
Mientras el mundo acelera la transición energética y la movilidad eléctrica gana terreno, la carrera por desarrollar baterías más eficientes, livianas y económicas se convirtió en uno de los grandes desafíos tecnológicos globales. En ese escenario, La Plata también empieza a posicionarse como un polo de generación de conocimiento vinculado a las tecnologías energéticas del futuro.
En laboratorios del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), investigadores trabajan en desarrollos asociados a las baterías de litio-azufre, una tecnología considerada entre las más prometedoras para la próxima generación de almacenamiento energético.
Aunque todavía no se utilizan de manera masiva, distintos grupos científicos trabajan para resolver los problemas técnicos que hoy limitan su aplicación industrial. En Argentina, una de esas líneas de investigación se desarrolla en La Plata, donde la doctora en Ingeniería e ingeniera en Materiales Anahí Azpeitia investiga nuevos materiales para mejorar el rendimiento de este tipo de baterías.
El trabajo se desarrolla en el INIFTA, instituto de doble dependencia entre la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y el CONICET, un espacio que desde hace años impulsa investigaciones vinculadas a materiales avanzados, electroquímica y almacenamiento energético.
En un contexto donde Argentina busca ampliar su participación en la cadena de valor del litio y las nuevas energías, el desarrollo de conocimiento científico aparece como una oportunidad estratégica para La Plata.
La ciudad concentra universidades, centros de investigación y recursos humanos especializados que podrían convertirse en una ventaja competitiva en áreas vinculadas al almacenamiento energético, los nuevos materiales y la transición energética.
En un escenario global donde la demanda de tecnologías para baterías crece de manera sostenida, la generación de conocimiento científico también puede traducirse en oportunidades de desarrollo tecnológico, creación de empresas de base científica y articulación con sectores industriales.
La tecnología despierta expectativas porque, en teoría, podría ofrecer ventajas importantes frente a las baterías de ion-litio convencionales que hoy utilizan celulares, notebooks y vehículos eléctricos. Mientras que “las baterías litio-azufre tienen el potencial de duplicar la densidad energética respecto a las baterías de ion-litio convencionales, utilizando además materiales más abundantes y de menor costo como el azufre”, explicó Azpeitia.
Ese potencial genera interés no sólo en la industria automotriz, sino también en sectores vinculados a la aeronáutica, los drones, el almacenamiento estacionario de energía y aplicaciones aeroespaciales, donde el peso de las baterías resulta un factor determinante.
Sin embargo, todavía existen obstáculos técnicos importantes. Uno de los principales es la degradación interna que se produce durante el funcionamiento de la batería.
“Durante la descarga, el azufre forma compuestos que se disuelven en el electrolito, lo que provoca pérdida de material activo y una disminución de la capacidad de carga y descarga”, detalló la investigadora.
Ese fenómeno genera que las baterías pierdan rendimiento con el tiempo y limita su vida útil. Resolver ese problema es justamente uno de los principales objetivos de los trabajos que desarrolla el equipo del INIFTA.
La estrategia apunta a diseñar nuevos materiales capaces de estabilizar el funcionamiento interno de la batería y evitar que esos compuestos degraden el sistema.
“Buscamos desarrollar materiales que puedan atrapar esos compuestos y mejorar la eficiencia del electrodo”, explicó Azpeitia.
Para eso, trabajan sobre la composición y la estructura del cátodo, una de las partes centrales de la batería. Allí incorporan materiales conductores y estructuras que ayuden a mejorar la estabilidad electroquímica.
El principal desafío técnico de las baterías litio-azufre es lo que en el ámbito científico se conoce como “efecto shuttle”.
“El problema ocurre cuando ciertos compuestos del azufre migran dentro de la batería y reaccionan con el litio, causando degradación y consumo continuo de electrolito”, señaló.
Además, el azufre presenta baja conductividad eléctrica, otro factor que dificulta aprovechar completamente el potencial energético del sistema.
Por eso, aunque la tecnología genera entusiasmo a nivel global, todavía se encuentra en una etapa de desarrollo y validación.
Actualmente, los trabajos del INIFTA se desarrollan principalmente en laboratorio avanzado. Allí se prueban distintas composiciones, materiales y configuraciones para mejorar el rendimiento de las baterías.
“En algunos casos ya se avanza hacia pequeños prototipos experimentales, pero todavía no existe una transferencia industrial masiva”, indicó Azpeitia. El próximo paso, explicó, será escalar la fabricación de los materiales y validar su desempeño en condiciones más cercanas a aplicaciones reales.
La investigadora remarcó que el aporte del grupo no está en fabricar baterías terminadas, sino en desarrollar materiales y conocimiento científico que permitan mejorar la tecnología. “El valor de nuestro trabajo está en el desarrollo del material activo y en el diseño del electrodo, que son componentes determinantes del rendimiento final de las baterías litio-azufre”, afirmó.
En esa línea, el equipo trabaja tanto en la síntesis de nuevos materiales como en estudios electroquímicos que permitan comprender cómo evolucionan las reacciones dentro de las celdas.
“Esa comprensión es clave para retroalimentar el diseño del electrodo y proponer nuevas estrategias de mejora”, explicó.
La investigación en almacenamiento energético ganó relevancia a nivel mundial por el crecimiento de la movilidad eléctrica y de las energías renovables.
En ese contexto, el desarrollo de baterías más eficientes aparece como uno de los principales desafíos tecnológicos para mejorar la autonomía de los vehículos eléctricos y almacenar energía generada por fuentes renovables.
Actualmente, la mayoría de los vehículos eléctricos utiliza baterías de ion-litio. Sin embargo, distintos centros científicos y empresas tecnológicas buscan alternativas que permitan mayor autonomía, menor peso y reducción de costos.
En ese contexto, las baterías litio-azufre aparecen como una posible tecnología de próxima generación. Si logran resolverse los problemas de estabilidad y degradación, podrían tener aplicaciones relevantes en distintas industrias como en la movilidad eléctrica, “generando una mayor autonomía y menor peso de los vehículos”, señaló Azpeitia.
Además, agregó que en sistemas de almacenamiento estacionario podrían reducirse los costos por energía almacenada. La tecnología también despierta interés en aplicaciones donde cada kilogramo resulta determinante. “Debido a su alta densidad energética, permitiría aplicaciones aeroespaciales y drones, donde el peso es crítico”, explicó.
Para Argentina, el avance en este tipo de investigaciones también abre interrogantes sobre el rol que puede ocupar el país dentro de la cadena de valor energética. Porque a pesar de integrar el llamado “triángulo del litio” junto con Chile y Bolivia, gran parte del debate suele concentrarse únicamente en la extracción del mineral.
Sin embargo, especialistas remarcan la importancia de desarrollar capacidades científicas, tecnológicas e industriales asociadas al almacenamiento energético.
En ese sentido, la investigación en nuevos materiales podría convertirse en un área estratégica para universidades, centros científicos y futuras empresas vinculadas a tecnologías energéticas.
Para La Plata, este tipo de desarrollos representa una oportunidad concreta vinculada a la economía del conocimiento. La presencia de universidades, institutos de investigación y recursos humanos altamente calificados posiciona a la ciudad como uno de los polos científicos más importantes del país y abre la posibilidad de generar proyectos tecnológicos asociados a una industria con fuerte proyección internacional.
