Las baterías de iones de sodio llevan tiempo en la mira de científicos por su potencial para terminar con la dependencia del litio, mineral clave para el desarrollo de la electromovilidad y del que Chile es uno de los mayores productores a nivel mundial.
En ese sentido, un reciente descubrimiento podría disputar la importancia de este elemento químico en la cadena de producción de vehículos eléctricos.
Esto, porque la empresa china JAC presentó el primer auto eléctrico propulsado por una batería de sodio-ion del globo, una alternativa más asequible a la basadas en litio, material cuyos precios subieron más del doble el año recién pasado. De hecho, según el Fondo Monetario Internacional (FMI), en 2022 se observó un incremento del valor del mineral de 259% anual.
De acuerdo al diario de Hong Kong South China Morning Post, el vehículo de demostración JAC EV cuenta con un batería de 25 kilovatios/hora (kWh) que le otorga una autonomía de hasta 250 kilómetros con una sola carga y que está desarrollada por la empresa emergente pequinesa Hina.
Al respecto, el presidente de la mencionada firma, Li Shujun, aseguró que el uso generalizado de baterías de sodio-ion podría rebajar en un 10% los costos de producción de los vehículos eléctricos, pues utilizan materias primas más baratas que las de litio, que además, emplean níquel, manganeso o cobalto. Esta tecnología permite también una carga más rápida y en temperaturas más bajas, pero ofrece una menor densidad energética.
Cabe consignar que según datos de la Subsecretaría de Relaciones Económicas Internacionales (Subrei), las exportaciones crecieron 3% en 2022 respecto al año anterior, al totalizar US$97.491 millones. Dicho aumento se explicó por la oferta no cobre, que cerró el ejercicio previo con envíos por más de US$53.600 millones.
Y fue precisamente el carbonato de litio el que se posicionó como el principal producto de la oferta no cobre, con embarques por US$7.763 millones. Esto representa un incremento del 777% con respecto al año 2021. De esta forma, el mineral representó el 8% de todo el valor exportado en 2022.
¿Qué es el sodio-ion?
El sodio es un metal alcalino, como el litio, y su química es muy similar. Y si bien hasta el momento sus prestaciones no son tan elevadas para la elaboración de baterías, es una opción a tener en cuenta, y son muchos los grupos de investigación y empresas buscando la receta adecuada.
Al respecto, María Luisa Valenzuela, investigadora del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Universidad Autónoma, dice que "el sodio es un elemento de la familia del litio, es un alcalino térreo. Cuando se forma un ion sodio es porque gana un electrón de otro elemento, así el compuesto más cotidiano es la sal de mesa Na+Cl-. El sodio es el sexto compuesto más común, abunda el agua de mar y en salares específicos con Cáhuil en la sexta región".
En esa línea, Valenzuela señala que "la alternativa de reemplazar el ion litio por ion sodio en las baterías de electromovilidad es algo que se ha trabajado hace pocos años", añadiendo que "las ventajas son que es muy abundante el elemento y tiene una energía eficiente a prueba de fuego, menos costo y menos tóxico".
Eso sí, la experta asegura que "las desventajas es que posee baja densidad de energía y es un ion muy grande, por lo que la baterías tendrían que ser de mayor volumen".
Francisco Rivas, director de la Escuela de Ingeniería Civil de Minas de la Universidad de Talca, por su parte, menciona que "en relación a la fabricación de baterías, el sodio tiene propiedades superiores en relación a su estabilidad química y térmica así como otras relacionadas a la no emisión de gases tóxicos cuando se incendian pues no necesitan elementos como el cobalto o níquel como las baterías de litio, lo que conlleva además, a un menor costo de producción".
Al comparar precios, el académico además subraya que "el litio es veinte veces más caro que el sodio", pues "los valores alcanzan los US$5.800 por tonelada de litio, mientras que el sodio llega a US$275 por tonelada, por lo cual la magnitud de estos precios muestra claramente la diferencia que se genera a la hora de fabricar estas baterías".
El gerente de estudios de la Sociedad Nacional de Minería (Sonami), Álvaro Merino, también destacó que "el sodio es un material abundante, séptimo elemento más abundante en el planeta, es accesible, se puede obtener de la corteza terrestre como también del agua de mar, lo que convierte más económica su producción respecto del litio, transformándolo en un potencial actor para el almacenamiento de energía".
Según Merino, pese a que las baterías de ion sodio han avanzado en los últimos años, presentan algunas desventajas respecto a las de litio. "En primer término, el sodio es más pesado que el litio, asimismo, se debe considerar que su densidad energética es inferior. Esto es, almacenan menos energía en mayor espacio, a lo que se agrega que al operar a voltajes más bajos, los tiempos de carga y descarga son menos eficientes, respecto de las de ion litio", dijo.
Desafíos para Chile
Consultado por las presiones que el desarrollo de baterías de sodio-ion implican para Chile, Rivas afirma que nuestro país "se está quedando atrás en la extracción, producción y generación de tecnologías relacionadas a la industria del litio. Durante el año 2022, poco se avanzó en definir políticas públicas y poner en marcha una hoja de ruta en cuanto al desarrollo de esta industria".
"Sin duda que el avance del desarrollo tecnológico de las baterías de ion sodio, constituyen una eventual amenaza para la industria del litio y para Chile, como importante actor en este mercado, es un tema que hay que tener presente"
Álvaro Merino, gerente de estudios de Sonami
"Si el Estado de Chile no comienza a trabajar en serio en esta materia, habremos perdido una gran oportunidad puesto que los precios y la demanda disminuirá y, por tanto, no existirá el interés que hoy existe para desarrollar esta industria, que puede traer grandes beneficios económicos y también tecnológicos para nuestro país", añadió.
Por su parte, Merino aseguró que "sin duda que el avance del desarrollo tecnológico de las baterías de ion sodio, constituyen una eventual amenaza para la industria del litio y para Chile, como importante actor en este mercado, es un tema que hay que tener presente".
A su juicio, se requiere impulsar este mercado, pues como país "tenemos la competencia y capacidad de nuestros trabajadores, técnicos, profesionales y empresarios para retomar el sitial que Chile ostentó hasta hace unos pocos años atrás, pero debemos invertir para alcanzar dicho objetivo".
