Bilatzailea
Klima-aldaketaren eta CO2-emisioen garaian, mundua elektrifikatzea dute herrialde gehienek helburu. Horretarako, ordea, ezinbestekoa da elektrizitatea gordetzeko gaitasuna izatea. Baterien eta energiaren mundua iraultzen ari den alternatibez aritu da Jon Ajuria ikertzailea.
Energia biltegiratzeko sistemak ikertzen dituzu. Hidrogenozko pilak ikertzen hasi zinen, eta orain sodiozko pilak ikertzen dituzu. Asko aldatzen ari da energiaren mundua, ezta?
Bai, ikaragarri aldatzen ari da. Energiaren iraultza bat bizitzen ari gara. Hori bai, agian iraultza hau beste gauza batzuk baino motelago doa, zeren hainbeste aldatu da azken urteetan bizitzaren erritmoa eta bizitzaren kontzeptu asko... Gogoratzen dut, gaztetan, kuadrillakoekin apustu egin nuela: baietz 2010erako Alde Zaharreko aparkalekuan ibilgailuen erdiak elektrikoak izan! 2010erako genituen espektatibak ziren. 2025ean gaude, eta ibilgailu hibrido batzuk ikusten dira, elektriko batzuk ere bai, baina ez da iristen guk imajinatutako horretara. Poliki doa.
Egia da bide hori hartu dugula, baina bidean arazoak azaldu dira. Baterietarako gure apustu nagusia litioa zen, oso onak baitira litiozko bateriak, baina segituan konturatu ginen, daukagun litio-kopuruarekin, ezingo zirela kotxe guztiak ordezkatu eta elektriko bihurtu.
Bai, baina horretan sartu aurretik, badago teknologiatik haratago kontzeptu bat: espezie moduan jasangarri ote garen. Orain dugun bizitza-maila mantendu eta daukagun guztia ordezkatu nahi dugu, jasangarriagoa den zerbaitekin. Eta ez dakit nik hori posible den!
Helburutzat baldin badugu munduan existitzen diren konbustiozko ibilgailu guztiak elektrikoengatik ordezkatzea, beste desoreka batzuk sortuko ditugu.
Arazo handiena, nire ustez, daukagun ibilgailu-kopurua da, ez haien jatorria. Egia da erregai fosiletatik datozenek CO2 isurtzen dutela, eta hobe litzateke ibilgailu elektrikoekin ordezkatzea. Baina ibilgailu elektrikoek ere badauzkate bere marka ez-jasangarriak, besteak beste erabiltzen dituzten hainbat elementu: litioa, grafitoa, nikela, kobaltoa... Horietako asko pobretutako herrialdeetako baliabide naturalen ustiapenetik datoz, eta denok dakigu zer gertatzen ari den han. Bertako komunitateak pairatzen du litioaren ustiapen masibo horren kalteak.
Eta hori, geopolitika aipatu gabe. Baina apustu nagusia elektrifikazioa da une honetan.
Bai, uste dut azkenean denak batuko garela azken helburu horretara, CO2 isurketetan neutroa den kontinente bat eta planeta bat lortzera. Eta litioak arazo geopolitikoak sortzen dituenez, elektrifikazio-prozesu global honetarako alternatibak bilatu behar dira. Eta alternatiba on bat sodiozko bateriak izan daitezke.
Garbi utzi behar dugu litioa, berez, txundigarria dela kimikoki. Oso txikia da eta, beraz, energia asko kontzentratzen du oso leku txikian. Bateriak oso txikiak dira.
Bai, hori da litioaren magia. Alde batetik, oso elementu txikia da, oso arina eta oso egokia ioi eta elektroien fluxu hori ahalbidetzeko. Bestetik, geopolitikoki leku gutxitan dago kokatua, eta, gainera, litioaren ustiapenak ur-kontsumo guztiz jasanezina erabiltzen du.
Beraz, komenigarria izango litzateke, alde batetik, litioaren kimika ordezkatzea jasangarriagoa den beste zerbaitekin. Eta ez bakarrik litioagatik, baizik eta lehen aipatu ditugun beste metal horiengatik.
Sodioak litioaren antzeko ezaugarri kimikoak ditu. Beraz, litioarekin funtzionatzen duenak, ustez, sodioarekin ere ondo funtzionatuko du. Ideia ona dirudi litioaren ordez sodioarekin saiatzea, sodioa ez baita hain urria.
Bai, baina gero errealitatea dago. Eta, errealitatean, sodioarekin lan egitea askoz ere konplexuagoa da. Erradio ioniko handiagoa du, masa atomikoa pixka bat handiagoa, eta horrek dena aldatzen du.
Gainera, litiozko bateriek elektrodo negatiboan edo anodoan grafitoa erabiltzen dute, eta hori ere bada material kritikoa. Grafitoaren prezioa eta ustiapena litioari alternatibak bilatzen hasteko beste arrazoietako bat izan dira. Grafitoa ikatz bat da, kristalinoa, oso egitura kristalino zehatza daukana, eta litioak perfektuki enkajatzen du estruktura horretan; sodioak aldiz, ez. Ondorioz, sodioarentzat alternatibak bilatu behar izan dira elektrodo negatiboan, eta grafitotik ikatz gogor bat erabiltzera pasa behar izan dugu.
Honek bere alde oso ona dauka, ikatz gogor hauek guztiz jasangarriak baitira. Hondakinetatik lortzen dira. Arazoa da ez dakigula hornidura-katea asetzeko gai izango ote garen hondakinekin. Gaur egun Asia ekialdetik datozen koko-azalak erabiltzen dira.
Ikatz gogor honen estruktura ez da kristalinoa, pixka bat desordenatuagoa baizik, eta hor sodioak badauka sarbidea. Baina material honen dentsitatea grafitoaren dentsitatearen erdia da, eta ondorioz, litioak emango ligukeen energiaren kopuru bera lortzeko, materialaren kantitate bikoitza erabili beharko genuke bolumenean. Horrek espazio-arazoak sortzen ditu baterietan.
Kontatzen ari zarenaren arabera, litioaren jakintza ezin da guztiz aprobetxatu sodioarekin. Zailtasun asko daude bidean, eta asko ikertu beharko da.
Bai, bai, litiotik sodiora aldatzeko, bateriaren osagai guztiak egokitu behar dira. Sodio-baterien ideia aspaldi sortu zen, baina 90eko hamarkadan litioak indarra hartu zuen eta alde batera geratu ziren sodiozkoak. Baina 2010. urtean litioaren izugarrizko prezio-igoera eta ezegonkortasuna ikusi zen, geopolitikan mineral eta material hauen eskaera eskaintza baino askoz ere handiagoa bihurtu zen, eta horrek desoreka handiak sortu zituen. Orduan, sodioak berriz interesa piztu zuen.
2013an izan zen sodioari buruzko lehenengo nazioarteko konferentzia. Gasteizen antolatu genuen, CIC energiGUNEtik. Eta azken edizioa Sidney-n izan da, duela hilabete eskas. Hor argi ikusi da: guretzat, Europarentzat eta AEBrentzat, sodio-baterien teknologia oraindik etorkizuna da, eta Txinarentzat dagoeneko oraina da.
Bai, hori galdetu nahi nizun. Irakurri dut Txinan kalean erabiltzen ari direla jada sodiozko bateriak, adibidez patinete elektrikoetan eta motor elektrikoetan. Alegia, hirian erabiltzen dituzten garraiobide elektriko txikietan. Sodioa kalean dago.
Bai, bueno, Txina da, ingelesez esaten den bezala, the elephant in the room. Ikaragarri interesatzen zait gai hori, baina gaira itzuliz, sodioaren gabezia handiena da energia-antsietate bolumetrikoa da, alegia eskatzen duen espazioa. Beraz, sodioaren merkaturatze-estrategia biltegiratze estazionarioan sartzea izan da, hau da, energia berriztagarrietan erabiltzea: eguzki-panelen granjetan, aerosorgailuetan… Horietan, normalean, espazioa ez baita arazo bat.
Baina egia da energia dentsitate altuetako aplikazioetara iristeko, espazioa mugatua den horietara, zailtasunak daudela oraindik. Badabil bere bidea egiten, baita ibilgailu elektrikoetara, baina badaude zailtasunak.
Aipatu dugu sodioa litioa baino ugariagoa dela, geopolitika, eta abar. Baina sodioa bera nondik eskuratzen da? Itsasoan pila bat dago, sodio kloruro moduan, baina ez dakit sodio-iturri ona ote den.
Gaur egun, oraindik ez. Gaur egun sodio karbonatotik lortzen da sodioa, gehienbat. Oraingoz, sodio klorurotik ateratzea ametsa da. Lorgarria, baina ametsa.
Gai hori hor dago, baina uste dut gaur egun beste erronka teknologiko askoz konplexuagoak daudela. Gainera, gaur egun, oso merkea da sodio karbonatoaren ustiapena. Oraingoz hori da alternatiba, baina ez dut uste etorkizunean sodioa sodio klorurotik ateratzeko arazorik legokeenik.
Etorkizuna iragartzea oso zaila da, baina badirudi sodio-baterien joera nahiko indartsua dela, eta merezi duela jarraitzeak. CIC energiGUNE indar handia hartzen ari da sodio-baterien ikerketan, ezta?
Bai, esango nuke mundu mailan ezaguna dela eta oso esanguratsua dela gure rola, bereziki, sodio-ioien bateriatan. Oso ondo posizionatuta gaude. Esango nuke Euskal Herria, herrialde oso txikia izanik ere, gure arloko ikerketan oso ondo posizionatuta dago. Badago proiektu bat sodio-ioizko bateriak garatu eta komertzializatzea duena helburu. Eta itsasoko uretatik abiatuta Gipuzkoan bertan egin nahi duen proiektu ekintzaile bat. Ez da erraza baterien munduan prozesu industrial bat aktibatzea, baina hor daude proiektuak.
Guillermo Roa Zubia
Kimikako doktorea eta Elhuyar Zientziako erredaktorea
