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Debido a que el litio crea problemas geopolíticos, las baterías de sodio pueden ser una buena alternativa para la electrificación global

en la era del cambio climático y las emisiones de CO ₂, la mayoría de los países se han marcado como objetivo la electrificación del mundo. Sin embargo, para ello, es imprescindible tener la capacidad de almacenar electricidad. El investigador Jon Ajuria ha hablado sobre las alternativas que está revolucionando el mundo de las baterías y la energía.

Usted investiga los sistemas de almacenamiento de energía. Empezaste a investigar las pilas de hidrógeno y ahora investigas las pilas de sodio. El mundo de la energía está cambiando mucho, ¿no?

Sí, está cambiando muchísimo. Estamos viviendo una revolución de la energía. Ahora bien, tal vez esta revolución va más lenta que otras cosas, porque tanto ha cambiado en los últimos años el ritmo de la vida y muchos conceptos de la vida... Recuerdo que, de joven, aposté con los de la cuadrilla: ¡a que si para el 2010 la mitad de los vehículos eran eléctricos en el aparcamiento del Casco Viejo! eran nuestras expectativas para 2010. estamos en 2025 y se ven algunos vehículos híbridos, incluso algunos eléctricos, pero no llega a lo que nos imaginamos. Va despacio.

Es cierto que hemos tomado ese camino, pero en el camino se han presentado problemas. Nuestra principal apuesta para las baterías era el litio, ya que las baterías de litio son muy buenas, pero enseguida nos dimos cuenta de que, con la cantidad de litio que tenemos, no todos los coches podrían ser sustituidos y convertidos en eléctricos.

Sí, pero antes de entrar en eso, hay un concepto más allá de la tecnología: si somos sostenibles como especie. Queremos mantener el nivel de vida que tenemos ahora y representar todo lo que tenemos con algo más sostenible. ¡Y no sé yo si eso es posible!

Si el objetivo es sustituir todos los vehículos de combustión existentes en el mundo por eléctricos, se generarán otros desequilibrios.

El mayor problema, en mi opinión, es la cantidad de vehículos que tenemos, no su origen. Es cierto que los procedentes de combustibles fósiles emiten CO2, y sería mejor sustituirlos por vehículos eléctricos. Pero los vehículos eléctricos también tienen sus marcas no sostenibles, que incluyen elementos como litio, grafito, níquel, cobalto... Muchos de ellos provienen de la explotación de los recursos naturales de los países empobrecidos y todos sabemos lo que está pasando allí. La comunidad local sufre los daños de esta explotación masiva de litio.

Y eso sin hablar de geopolítica. Pero la apuesta principal en este momento es la electrificación.

Sí, creo que al final todos nos uniremos a ese objetivo final, a conseguir un continente y un planeta neutro en las emisiones de CO2. Y como el litio genera problemas geopolíticos, es necesario buscar alternativas para este proceso global de electrificación. Y una buena alternativa pueden ser baterías de sodio.

Debemos dejar claro que el litio es en realidad impactante químicamente. Es muy pequeño y, por lo tanto, concentra mucha energía en un lugar muy pequeño. Las baterías son muy pequeñas.

Sí, esa es la magia del litio. Por un lado, es un elemento muy pequeño, muy ligero y muy adecuado para permitir este flujo de iones y electrones. Por otro lado, está situado geopolíticamente en pocos lugares y, además, la explotación del litio utiliza un consumo de agua completamente insostenible.

Por lo tanto, sería conveniente, por un lado, sustituir la química del litio por otra más sostenible. Y no solo por el litio, sino por esos otros metales de los que hablábamos antes.

El sodio tiene características químicas similares al litio. Por lo tanto, lo que funciona con litio supuestamente funcionará bien con el sodio también. Parece una buena idea tratar con sodio en lugar de litio, ya que el sodio no es tan escaso.

Sí, pero luego está la realidad. Y, en la realidad, trabajar con sodio es mucho más complejo. Tiene un radio iónico más grande, una masa atómica un poco mayor, lo que lo cambia todo.

Además, las baterías de litio utilizan grafito en el electrodo negativo o ánodo, que también es un material crítico. El precio y la explotación del grafito han sido otra de las razones para empezar a buscar alternativas al litio. El grafito es un carbón cristalino, con una estructura cristalina muy definida, en la que el litio encaja perfectamente, mientras que el sodio no. Como consecuencia, se han tenido que buscar alternativas para el sodio en el electrodo negativo y pasar del grafito al uso de un carbón duro.

Esto tiene su lado bueno, ya que estos carbones duros son totalmente sostenibles. Se obtienen a partir de residuos. El problema es que no sabemos si seremos capaces de satisfacer la cadena de suministro con los residuos. Hoy en día se usan pieles de coco procedentes del este de Asia.

La estructura de este carbón duro no es cristalina, sino un poco más desordenada, donde el sodio tiene acceso. Pero la densidad de este material es la mitad de la densidad del grafito, por lo que para obtener la misma cantidad de energía que el litio nos daría, tendríamos que utilizar el doble de cantidad de material en volumen. Esto crea problemas de espacio en las baterías.

Por lo que está contando, el conocimiento del litio no puede aprovecharse del todo con el sodio. Hay muchas dificultades en el camino y habrá que investigar mucho.

Sí, sí, para cambiar del litio al sodio, es necesario ajustar todos los componentes de la batería. La idea de las baterías de sodio se remonta a hace mucho tiempo, pero en los años 90 el litio cobró fuerza y se dejaron de lado las de sodio. Sin embargo, en el año 2010 se observó una gran subida de precios e inestabilidad del litio, la demanda de estos minerales y materiales en la geopolítica se hizo muy superior a la oferta, lo que generó grandes desequilibrios. Entonces el sodio volvió a interesarse.

en 2013 se celebró la primera conferencia internacional sobre sodio. Lo organizamos en Vitoria, desde el CIC energiGUNE. Y la última edición ha sido en Sidney, hace apenas un mes. Ahí se ha visto claro: para nosotros, para Europa y para EE.UU., la tecnología de las baterías de sodio todavía es el futuro y para China ya es el presente.

Sí, quería preguntarle eso. He leído que en China las baterías de sodio ya se están utilizando en la calle, por ejemplo en los patinetes eléctricos y los motores eléctricos. Es decir, en los pequeños medios de transporte eléctricos que utilizan en la ciudad. El sodio está en la calle.

Sí, bueno, es China, como se dice en inglés, the elephant in the room. Me interesa mucho ese tema, pero volviendo al tema, la mayor carencia de sodio es la ansiedad energética volumétrica, el espacio que requiere. Por lo tanto, la estrategia de comercialización del sodio ha sido incorporarlo al almacenamiento estacionario, es decir, su uso en energías renovables: granjas de paneles solares, aerogeneradores, etc., en los que normalmente el espacio no es un problema.

Pero es cierto que para llegar a aplicaciones de altas densidades de energía, donde el espacio es limitado, todavía hay dificultades. Está haciendo su camino, incluso a los vehículos eléctricos, pero hay dificultades.

Ya hemos mencionado que el sodio es más abundante que el litio, la geopolítica, etc. Pero el sodio mismo ¿de dónde se obtiene? Hay un montón en el mar en forma de cloruro sódico, pero no sé si es una buena fuente de sodio.

Hoy en día, todavía no. Actualmente el sodio se obtiene principalmente del carbonato sódico. Por ahora, salir del cloruro sódico es un sueño. Alcanzable, pero sueño.

Este tema está ahí, pero creo que hoy en día existen otros retos tecnológicos mucho más complejos. Además, en la actualidad, la explotación del carbonato sódico es muy barata. Por ahora esa es la alternativa, pero no creo que en el futuro habría problemas para extraer el sodio del cloruro sódico.

Predecir el futuro es muy difícil, pero parece que la tendencia de las baterías de sodio es bastante fuerte y vale la pena seguirlo. El CIC energiGUNE está cogiendo mucha fuerza en la investigación de las baterías de sodio, ¿no?

Sí, yo diría que es conocido a nivel mundial y que nuestro rol es muy significativo, especialmente en baterías de iones de sodio. Estamos muy bien posicionados. Yo diría que el País Vasco, a pesar de ser un país muy pequeño, está muy bien posicionado en nuestra investigación en este campo. Existe un proyecto para el desarrollo y comercialización de baterías de ion sodio. Y un proyecto emprendedor que quiere emprender en Gipuzkoa partiendo de las aguas del mar. No es fácil activar un proceso industrial en el mundo de las baterías, pero ahí están los proyectos.