UAM, impulsa baterías de litio con calidad global

10 / 03 / 2025

• Laboratorio de Energía Electroquímica de la Unidad Iztapalapa desarrolla materiales, procesos y dispositivos para aplicaciones electroquímicas

• El grupo de investigadores participó en el análisis de aparatos comerciales y su cumplimiento con estándares internacionales

Investigadores de la Unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) trabajan en el diseño de baterías de litio que cumplan con los estándares internacionales de calidad, afirmó Guadalupe Ramos Sánchez, investigador del Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica de esta institución.

El proyecto forma parte de las diversas investigaciones realizadas en el Laboratorio Nacional de la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación, ubicado en esta sede universitaria, con el objetivo de desarrollar un dispositivo que compita a nivel mundial, refirió.

Ramos Sánchez, egresado de la licenciatura en Ingeniería Química de la UAM y del doctorado en Ciencias Químicas del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, expuso que el grupo de investigación del Laboratorio de Energía Electroquímica del campus Iztapalapa lleva años desarrollando materiales, procesos y dispositivos para aplicaciones electroquímicas, incluidos baterías, pilas de combustible y microbiológicas, así como sistemas fotoelectroquímicos.

El trabajo interdisciplinario involucra la colaboración de expertos de diferentes departamentos de la UAM y otras instituciones, lo que ha permitido la interacción, las discusiones y la colaboración alrededor del tema, y es justo las de tipo Ion-Litio el principal proyecto de ese centro de investigación en la actualidad.

El especialista en el desarrollo de materiales y aditivos para baterías de alto voltaje de Ion-Li (Na) y el perfeccionamiento de técnicas para el análisis de los procesos por medios in situ, enfatizó que en el laboratorio se desarrolla tecnología con base en la química y la ingeniería química, buscando sintetizar nuevos materiales que contengan litio y se puedan utilizar al interior del aparato.

Otra vertiente que se indaga es modificar algunos materiales que ya existen; es decir, cambiar su composición para ver si se comportan mejor respecto al almacenamiento de energía y respecto al tiempo de duración, ya sea de un dispositivo portátil o de un auto.

El grupo encabezado por el doctor Ignacio González Martínez, Profesor Distinguido de esta casa de estudios, inició sus trabajos en el Laboratorio de Energía Electroquímica del Departamento de Química, con el fin de “entender qué eran las baterías y a partir de ahí desarrollamos muchos materiales con base en cobre, que es un material abundante en México y nosotros queremos que los minerales sirvan para ser aprovechados, por ejemplo, en aquellas con un valor agregado mayor”, expresó.

Tiempo después “nos convertimos en el Laboratorio Nacional Conahcyt de baterías Ion-Li y post Litio para el Diseño y Escalamiento de Materiales y prototipos, donde nos dedicamos a la obtención de prototipos con un énfasis muy importante en la calidad”.

La idea es que estos prototipos sean comparables con los estándares internacionales, porque si bien este tipo de aparatos existen desde hace muchos años y en teoría se construyen de manera muy simple, “queremos que además de funcionar bien sean seguras, tengan todos los estándares de calidad y puedan competir con aquellas que se producen en otras partes del mundo”.

Recientemente el equipo de investigación participó, junto con otras instituciones y empresas, en el diseño de Taruk, el primer autobús de pasajeros eléctrico mexicano para esta ciudad, principalmente en la parte de análisis de las comerciales y su cumplimiento con estándares internacionales de calidad.

Uno de los aspectos más importantes fue el correspondiente al manejo térmico, porque si se calienta demasiado se degrada más rápido, además de tener más riesgo de explosión o de que haya un efecto catastrófico. En general, el trabajo consistió en hacer una serie de análisis, caracterizaciones y pruebas de temperatura y de las condiciones en que deberían usarse, entre otros factores.

En este momento el colectivo trabaja en un proyecto para llevar a cabo todo el proceso que requiere la fabricación de una batería para autobús, y para ello es necesario determinar cómo son los electrones, cómo deben ser fabricados, qué características deben tener los materiales y en qué condiciones se hace un ensamble de electrodos para que forme una celda”, pues estos dispositivos están formados por múltiples celdas conectadas de diferente forma, donde la parte básica es el electrodo, explicó.

Respecto del grado de avance informó que ya tienen prototipos funcionales, pero la idea es hacerlos más grandes e incrementar la capacidad y potencia que tienen sus celdas; por tanto, en cuanto al nivel de desarrollo “diría que estamos en prototipos funcionales en un TRL de siete o quizá ocho”, dijo el investigador, quien explicó que TRL refiere al índice denominado Technology Readiness Level o nivel de preparación tecnológica, que mide el grado de madurez tecnológica, donde el máximo es nueve.

Ramos Sánchez indicó que en México se pueden hacer acumuladores para autobuses con celdas importadas y “aunque nosotros participamos en la ciencia y la tecnología que hay detrás, seguimos sin hacer celdas o baterías”, cuando la visión del grupo es que se elaboren.

“Como universidad no podemos fabricarlas porque éstas se elaboran en megafábricas de compañías inmensas, que manejan grandes cantidades de recursos, pero podemos encargarnos de diseñar el dispositivo que eventualmente va a ser fabricado por las empresas que se dediquen a ello”, reconoció.

Añadió que en el pasado en la UAM ya se ha realizado mucha investigación con baterías de sodio, de ion-sodio, algunas de azufre, algunas de litio-aire, metal aire y hay gran experiencia en todas ellas.

Por tanto, “creo que lo primero que tenemos que hacer ahora es dominar la tecnología actual, replicarla, mejorarla para, incluso, hacer otro tipo de dispositivos”.

El negocio actual de las de litio es enorme y el mercado crecerá mucho más ante la demanda y el desarrollo de múltiples dispositivos que las requieren, destacó.