Crisis del litio: ¿Cuáles son las alternativas?

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Winget
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Crisis del litio: ¿Cuáles son las alternativas?




por Winget » 07/03/22, 15:55

Estoy intentando escribir y compartir con ustedes un resumen de un artículo estadounidense sobre alternativas a la crisis del litio. Todavía me sorprende ver todos los recursos posibles... pero ¿a qué costo?

En la era de la electrificación, las baterías recargables parecen un hecho. Ya sean teléfonos, computadoras portátiles, cámaras o el tecnología de conducción ósea (¡un descubrimiento sorprendente en el mundo del audio!), estos tambores tienen una cosa en común. Todas están hechas de litio.Las baterías de iones de litio (Li-ion) han conquistado el mundo en los últimos años. Son la opción de almacenamiento de batería más popular en la actualidad y controlan más del 90% del mercado mundial de redes eléctricas. Y almacenan energía de manera eficiente, durante mucho tiempo.

Pero su uso más notable hoy en día es en vehículos eléctricos.

Durante la última década, la explosión en la producción de baterías de iones de litio hizo que los precios bajaran un 85 %, lo que hizo que los automóviles eléctricos fueran comercialmente viables por primera vez en la historia. son para frenar el cambio climático, pero el litio no es el elemento químico más ecológico que podríamos utilizar. En América del Sur, enormes reservas de litio consumen agua por galones, lo que provoca conflictos devastadores entre las poblaciones locales. Se necesitan 2,2 millones de litros de agua para producir una tonelada de litio.

La minería de litio también daña los suelos y puede provocar la contaminación del aire.

Muchos señalan que las baterías de iones de litio se pueden reciclar, lo que definitivamente es una ventaja, ya que significa que se pueden reutilizar una y otra vez sin necesidad de extraerlas cada vez.

Pero esta práctica aún no está universalmente establecida y el reciclaje de baterías ha progresado poco en los últimos años. Si queremos seguir dependiendo de las baterías de litio, la situación debe mejorar. Como dijo Mario Pagliaro en un estudio reciente, "La reutilización y el reciclaje de baterías de litio ya no es una opción sino una necesidad inevitable para los fabricantes de baterías y vehículos eléctricos".

Mientras tanto, muchos están buscando una alternativa. Sobre todo porque no hay garantía de que podamos encontrar suficiente materia prima para satisfacer la demanda.

¿Qué podemos usar en lugar de litio en las baterías?

Sal La sal, o sodio, es un primo químico cercano del litio. Aunque es un artículo muy similar, no tiene el mismo impacto en el medio ambiente, lo que significa que podría ser una opción viable para reemplazarlo. La solución podría ser las baterías de iones de sodio. La tecnología de iones de sodio no consume recursos escasos, y su producción no requiere sales de litio raras, la sal de mesa simple es suficiente. Sin embargo, ¡el sodio es 3 veces más pesado que el litio! Lo que significa que las baterías de iones de sodio también son mucho más pesadas. Las baterías de sodio también pueden ser menos potentes porque los voltajes de sus celdas son más bajos.

Agua de mar Si existen baterías de sal, ¿por qué no usar agua de mar? Un equipo del Instituto de Tecnología de Alemania ha desarrollado un prototipo de batería a base de agua de mar.Nuestros océanos contienen aproximadamente más de 180 mil millones de toneladas de litio. Pero dado que está diluido, los investigadores están diseñando muchos filtros para tratar de extraer selectivamente agua de mar del litio, con el fin de darle un buen uso.


Silicio Muchos científicos consideran que el silicio es un ingrediente esencial que podría transformar las baterías. No reemplazaría al litio, pero se agregaría a las baterías de litio, lo que significa que serían más baratas y más eficientes a largo plazo. Actualmente, las baterías de iones de litio utilizan grafito como componente clave. Para su información, el grafito se compone de finas y multitud de capas de carbono, apiladas una encima de la otra. Y en una batería de iones de litio tradicional, los iones de litio pueden deslizarse a través de estos espacios entre las capas, causando pérdidas.Reemplazar el grafito con silicio podría conducir a baterías más livianas y seguras.


magnesio El magnesio se está investigando actualmente como un componente potencialmente poderoso de las futuras baterías. Es un elemento que puede llevar una gran carga +2, más que el litio y el sodio. Las baterías hechas de magnesio metálico podrían tener mayor densidad de energía, mayor estabilidad y menor costo que las actuales celdas de iones de litio, según un estudio.El magnesio también tiene otra ventaja. Cada átomo de magnesio libera dos electrones durante la fase de descarga de la batería, en comparación con un electrón para el litio. Esto le da la capacidad de proporcionar casi el doble de energía eléctrica.

cáñamo Esta planta y fibra sostenibles, utilizadas en ropa, materiales de construcción, alimentos e incluso piezas de automóviles, podrían convertirse en un componente clave de baterías de vehículos eléctricos más baratas, seguras y menos dañinas para el medio ambiente.

El hierro El hierro podría ser quizás un excelente sustituto del litio. Se cree que este elemento químico tiene un mejor "potencial de oxidorreducción" o "potencial de reducción" en la jerga científica (no pierde su eficacia tan rápido).
En septiembre del año pasado fue publicado por Bloomberg. Se trata de una empresa de energía limpia en Oregón, EE. UU., que realiza una compra récord de baterías basadas en la "química del hierro". Aparentemente, estos pueden almacenar energía renovable por más tiempo y podrían "ayudar a superar algunos de los problemas de confiabilidad que han causado apagones en California y precios de energía récord en Europa".
La única limitación de las baterías de flujo de hierro es que son mucho más grandes que las baterías de litio. Esto significa que no podrían usarse en teléfonos inteligentes, computadoras portátiles o incluso vehículos eléctricos, pero podrían ser una opción práctica para el almacenamiento en red.
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Re: Crisis del litio: ¿Cuáles son las alternativas?




por Exnihiloest » 07/03/22, 19:08

 
Hay que tener cuidado con las hipótesis sobre alternativas, especialmente cuando se presentan con críticas muy favorables a medida que avanza el ensayo de litio. Las pilas y baterías ahora se reciclan por lo que la contaminación del suelo por litio es un argumento falaz, salvo por la cuestión de su extracción en las minas, pero ahí es una cuestión de voluntad política para poner en marcha un protocolo de seguridad, como en la industria nuclear.

Las alternativas son objeto de un número considerable de estudios, pero entre la teoría y el marketing hay un abismo. Hace 15 años que no los veo pasar, prometiendo ideas que nos cuentan, de las que luego no sale nada concreto. Si las alternativas no están en servicio es porque tienen desventajas superiores al litio, como en particular la densidad energética insuficiente, pero también la degradación con el tiempo, el número y tiempo de las recargas, riesgos varios. como el magnesio no sería válido, pero que actualmente no sabemos cómo hacerlo.
Por ejemplo, a la pregunta "si existen baterías de sal, ¿por qué no usar agua de mar?", esto se ha hecho, particularmente en el campo de las pilas de combustible. Y claro que pasó lo que tenía que pasar: el ensuciamiento de las membranas, porque el agua de mar no es solo agua salada, está llena de microorganismos y partículas en suspensión. Y si tienes que purificar el agua de mar antes de usarla, hola al costo de la energía.

Las alternativas ciertamente vendrán, el litio también fue una gran ventaja sobre el cadmio que lo precedió, no es necesario reclamarlas, todos los jugadores en el campo conocen el problema y están investigando. Considerando las jugosas perspectivas que representaría una innovación válida, si no presentan ninguna es que no lo han logrado. El público en general no se da cuenta de las dificultades cuando se enfrenta a la realidad de la ingeniería. Algunos llegan incluso a imaginar teorías conspirativas para explicar que no queremos cambios tecnológicos cuando en realidad no sabemos cómo. Estos ciertamente nunca se han ensuciado las manos en términos de innovación.

PD: para la referencia a la conducción ósea, tengo el equipo para eso, lo probé. En cuanto a las baterías innovadoras, la realidad es menos halagüeña de lo que se dice. Si puede ser adecuado para una conversación telefónica, o para un deportista que escucha música en su actividad donde la exigencia de calidad no es mucha al contrario de la necesidad de oír el sonido ambiental, por otro lado es mucho menos bueno unos auriculares son muy sensible al posicionamiento, al ajuste, el espectro de frecuencia depende de este posicionamiento, en particular, los agudos se amortiguan fácilmente o tienen fugas que se escuchan externamente para aquellos con oídos sensibles.
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Re: Crisis del litio: ¿Cuáles son las alternativas?




por Winget » 08/03/22, 08:42

Exnihiloest escribió: 
Hay que tener cuidado con las hipótesis sobre alternativas, especialmente cuando se presentan con críticas muy favorables a medida que avanza el ensayo de litio. Las pilas y baterías ahora se reciclan por lo que la contaminación del suelo por litio es un argumento falaz, salvo por la cuestión de su extracción en las minas, pero ahí es una cuestión de voluntad política para poner en marcha un protocolo de seguridad, como en la industria nuclear.

Las alternativas son objeto de un número considerable de estudios, pero entre la teoría y el marketing hay un abismo. Hace 15 años que no los veo pasar, prometiendo ideas que nos cuentan, de las que luego no sale nada concreto. Si las alternativas no están en servicio es porque tienen desventajas superiores al litio, como en particular la densidad energética insuficiente, pero también la degradación con el tiempo, el número y tiempo de las recargas, riesgos varios. como el magnesio no sería válido, pero que actualmente no sabemos cómo hacerlo.
Por ejemplo, a la pregunta "si existen baterías de sal, ¿por qué no usar agua de mar?", esto se ha hecho, particularmente en el campo de las pilas de combustible. Y claro que pasó lo que tenía que pasar: el ensuciamiento de las membranas, porque el agua de mar no es solo agua salada, está llena de microorganismos y partículas en suspensión. Y si tienes que purificar el agua de mar antes de usarla, hola al costo de la energía.

Las alternativas ciertamente vendrán, el litio también fue una gran ventaja sobre el cadmio que lo precedió, no es necesario reclamarlas, todos los jugadores en el campo conocen el problema y están investigando. Considerando las jugosas perspectivas que representaría una innovación válida, si no presentan ninguna es que no lo han logrado. El público en general no se da cuenta de las dificultades cuando se enfrenta a la realidad de la ingeniería. Algunos llegan incluso a imaginar teorías conspirativas para explicar que no queremos cambios tecnológicos cuando en realidad no sabemos cómo. Estos ciertamente nunca se han ensuciado las manos en términos de innovación.

PD: para la referencia a la conducción ósea, tengo el equipo para eso, lo probé. En cuanto a las baterías innovadoras, la realidad es menos halagüeña de lo que se dice. Si puede ser adecuado para una conversación telefónica, o para un deportista que escucha música en su actividad donde la exigencia de calidad no es mucha al contrario de la necesidad de oír el sonido ambiental, por otro lado es mucho menos bueno unos auriculares son muy sensible al posicionamiento, al ajuste, el espectro de frecuencia depende de este posicionamiento, en particular, los agudos se amortiguan fácilmente o tienen fugas que se escuchan externamente para aquellos con oídos sensibles.


¡Muchas gracias por este comentario informativo! No puedo contradecirte, siento que tienes mucha más experiencia que yo en este tema. Mi intención al escribir este artículo no fue en modo alguno una cuestión de destacar estas alternativas como "LA" solución. Con su experiencia, ¿en qué recurso(s) cree más en los últimos descubrimientos? Básicamente estoy aquí para educarme :) En cuanto a la conducción ósea; si, habia visto que efectivamente no era un aparato que se "desacople" en cuanto a calidad de sonido... pero mi madre que sufre tinnitus desde hace 10 años esta muy agradecida con este pequeño artilugio!
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