Baterías de litio: ¿Cuánto necesitamos para impulsar nuestro futuro?

Las baterías de litio están en nuestra vida, desde en un pc hasta en un sistema fotovoltaico con almacenamiento. ¿Cuánto litio necesita en una sola batería?

Las baterías de litio son nuestro futuro, el cual estará marcado por el uso de estos extraordinarios acumuladores de energía que ya hoy nos permiten maximizar el autoconsumo de electricidad gracias al sistema fotovoltaico con almacenamiento, pero también permiten encender el motor de nuestro coche eléctrico o simplemente poner en marcha un smartphone.

Sin embargo, ¿Cuánto litio se necesita para una batería y, sobre todo, cuánto pesará en las reservas mundiales? Una respuesta interesante nos llega de un artículo firmado por Doménico Cimmino y Alessandro Burgio, como parte del grupo de trabajo Evolvere en el proyecto ComEsto.

Baterías de litio: la historia

Todo comienza con la crisis mundial del petróleo y los estudios desarrollados por tres químicos, John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino,  quienes el año pasado, por el valor de estas investigaciones, recibieron el Premio Nobel de Química. La primera batería desarrollada por Whittingham tiene metal de litio como ánodo y disulfuro de titanio como cátodo.

La característica principal: Flujo de electrones entre los dos se pueden restaurar cargándose innumerables veces.

Este prototipo es mejorado por Goodenough y Yoshino y se convierte en la batería que todos conocemos, aplicable a gran escala, primero a portátiles y luego a smartphones, en una historia que llega hasta los sistemas fotovoltaicos con almacenamiento; protagonistas de la generación distribuida de energía.

Baterías de litio: que es el litio y de dónde se obtiene

Litio (Li), del griego lithos, piedra, es un metal alcalino que reacciona rápidamente con el oxígeno (oxidación) contenido en el aire o en el agua y es el metal más ligero de la tabla periódica (1 mol de litio pesa solo 7 gramos). Tiene una alta densidad energética (Li → Li + + e-) y una capacidad teórica igual a 3,87Ah / g (igual a 41 MJ · kg-1). Se obtiene por extracción de minas: hay muchas en el mundo. Australia es el país con mayor extracción de litio, seguido de Chile y China. Sin embargo, la mina más grande, está en México y en los próximos años se convertirá en un gran recurso para el país. 

Baterías de litio: cuánto necesita

A partir de estos datos, con un cálculo matemático, es posible establecer la cantidad teórica necesaria para activar una batería de  Litio-Fosfato de Hierro (LiFePO4) de 3,2 V : 80 gramos de litio por kWh . Sin embargo, este es un cálculo teórico, ya que en realidad, por varios factores la cantidad de litio contenida es mayor, aproximadamente el doble del valor teórico, es decir, 160 g por kWh. Para dar un ejemplo: una batería de lápiz óptico común no recargable, FR6 LiFeS2 1.5Volt 3000mAh, contiene aproximadamente 0.72g de litio (4.8% del peso de la misma batería) mientras que la batería del Nissan Leaf, 24kWh – 109cv, contiene aproximadamente 4 kg de litio.

Baterías de litio: cuánto necesitarán en el futuro cercano

La respuesta más simple es una; Los iones de litio representan el 45-60% del mercado mundial de litio, sin embargo, esta destinado a crecer especialmente con la expansión de la movilidad eléctrica. Este último, de hecho, afecta al 84% del mercado mundial de baterías de iones de litio. El mercado de almacenamiento estacionario y residencial representa solo el 6% del mercado global; aquí también se espera un crecimiento exponencial con la expansión de la generación de energía distribuida y en consecuencia, de los acumuladores necesarios para el almacenamiento.

Los expertos de la industria estiman que el 32% de las baterías para almacenamiento estacionario serán baterías desechadas de vehículos eléctricos (baterías de segunda vida), con una perspectiva aún mayor de sostenibilidad en el sector. 

Baterías de litio y fotovoltaicas: por qué se utilizan y cuánto duran

Actualmente, las baterías de litio de los sistemas de almacenamiento ofrecen mayor rendimiento y vida útil más larga. Como Antonello Ceci, de activos y de Proyecto encargado de evolvere nos explica aquí «una capacidad de almacenamiento mayor, un elevado número de ciclos de recarga y una profundidad de descarga (DOD – profundidad de descarga) ahora superior al 90%, nos permiten cubrir una gran parte del consumo doméstico. En un futuro próximo, con el nacimiento de las redes inteligentes, aumentarán nuestras capacidades de intercambio de energía en la red.

”Además, las baterías de litio, si se usan correctamente, nos prometen un largo futuro: con un carga y descarga diaria la vida media alcanza los 15 años . 

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