Nanotecnología: Los proyectos que buscan agregar valor al cobre

La nanotecnología surge como un campo de desarrollo que cobra relevancia en el actual proceso de transición energética, especialmente en materia de electrificación de consumos y de la movilidad eléctrica, además de ser un punto fundamental para el impulso de la Investigación y Desarrollo (I+D) en el sector energético y en el minero, donde el concepto de Minería Verde sigue creciendo.

Es en este contexto que el Centro de Investigación de Nanotecnología de Aintech surge como una instancia para contribuir a este proceso, el cual se pondrá en marcha durante este semestre, siendo el más grande de Latinoamerica, con el principal objetivo de ser un punto de encuentro (HUB) para distintos científicos involucrados en la nanotecnología, a nivel latinoamericano.

Edison Salas, director de Laboratorio en Aintech, destaca las principales iniciativas que desarrollarán en esta infraestructura, que también apunta a aumentar el valor agregado al cobre, además de otras investigaciones vinculadas a las ERNC, la electromovilidad y al hidrógeno verde.

Trabajo

¿Cuáles son las principales iniciativas que desarrollará el Centro para agregar valor al cobre?

Se llevarán a cabo investigaciones científicas para buscar y conocer las propiedades y características que posee el cobre en forma nanoestructurada y su aplicación en todos los ámbitos de las ciencias. En ese sentido, se continuará investigando las propiedades ya conocidas como un agente antimicrobiano relevante con características de largo plazo.

Adicionalmente se indagará en otros usos menos conocidos e investigados, como por ejemplo sus propiedades y rol en la electrónica avanzada para la generación de circuitos electrónicos miniaturizados y altamente eficientes. Así también en áreas más desconocidas, como, por ejemplo, sus beneficios en la nutrición animal y aspectos relevantes de sus usos en la medicina para el tratamiento de ciertas enfermedades humanas.

Es importante mencionar que no solo nos limitaremos al cobre como elemento importante para la industria electrónica, sino también trabajaremos investigando las propiedades y usos de otros metales relevantes como plata, silicio y renio.

Dentro de este proceso, ¿cómo se aprecia el campo de la electromovilidad y su potencial para avanzar en I+D?

La electromovilidad es sin duda, una transición que se debe dar, en Europa ya ha comenzado a ser fuertemente implementada. Algunos países como Noruega han apostado por facilitar la adquisición de vehículos eléctricos para aumentar el parque general, mientras otros países como Francia han incurrido en fuertes inversiones en I+D. A nivel tecnológico aún es posible incorporar mejoras en todos los ámbitos, desde las celdas de alimentación energética, circuitos electrónicos, diseños eficientes y fuentes de recarga, por lo tanto, aún existe un potencial enorme para la investigación y el desarrollo en torno a la electromovilidad.

Energías renovables

¿Tienen proyectos en desarrollo relacionados con la industria eléctrica, como en redes eléctricas, aplicaciones en ERNC o hidrógeno verde?

Una de las áreas que implementaremos es la investigación y desarrollo sobre las propiedades eléctricas y superconductoras de nanopartículas de cobre y otros metales, focalizando su utilización en la construcción de circuitos nanométricos altamente eficientes, para esto trabajaremos en colaboración con grandes actores en la industria digital y electrónica a nivel mundial. Asimismo, estamos altamente interesados en contribuir con el conocimiento y desarrollos tecnológicos que permitan hacer más eficientes las ERNC y la obtención de energías a partir de la generación de hidrógeno. La nanotecnología está allí para que nosotros tomemos sus potencialidades y estas sean aplicadas. En ese sentido, abriremos convocatorias para la investigación científica con este objetivo; por ejemplo, los materiales en la nanoescala pueden incrementar exponencialmente el potencial reactivo para funcionar como excelentes agentes catalíticos que permitan la obtención eficiente de hidrógeno verde. La obtención de nanopartículas de sílice con una elevada área superficial puede ser incorporada en sistemas fotovoltaicos para hacer más eficiente la obtención de energía y así, hay múltiples ejemplos de cómo la nanotecnología puede aportar, y por supuesto nosotros seremos parte de ello también.

A su juicio, ¿qué rol puede cumplir la nanotecnología en la actual transición energética?

La nanotecnología puede aportar considerablemente en el ámbito de la electromovilidad. Uno de los actuales problemas de esta transición es la eficiencia y duración de las baterías, por lo tanto, es un dolor latente del cual queda mucho por mejorar. En la nanoescala aumentan y aparecen nuevas características fisicoquímicas en los materiales, efectos que no son observados en escalas mayores.

Debido a las únicas propiedades eléctricas y mecánicas de ciertos materiales nanoestructurados es posible mejorar significativamente la performance de los componentes principales de las baterías de litio o de membranas de intercambio de protones, que son los alimentadores de energía más utilizados actualmente. Por ejemplo, es posible mejorar propiedades como la densidad energética, capacidad de almacenamiento, tiempos de vida, los ciclos de carga, aumentar el comportamiento electroquímico de la celda, entre otros, incorporando nanotecnología en los materiales anódicos, catódicos, intercaladores o separadores.

En la actualidad se han llevado a cabo diversas investigaciones para evaluar el comportamiento de una serie de nanomateriales que han dado excelentes resultados. Es indudable que los nanomateriales son los candidatos ideales para la próxima generación de baterías más eficientes energéticamente, sin embargo, aún la investigación está en curso y su utilización real puede tardar un tiempo más.

¿Cuáles son los principales desafíos técnicos que ven para Chile en cuanto al desarrollo de estas tecnologías?

En Chile existen científicos con el conocimiento y experiencia necesaria para realizar investigación científica de calidad con enfoques en I+D. Contamos con minerales importantes para el país, de relevancia para la transición energética, y podemos entregarles un valor agregado para ser utilizados en industrias de categoría avanzada.

Durante el último trimestre de 2021 Aintech inaugurará un nuevo Centro de Investigación de Nanotecnología, un espacio destinado a la investigación científica, desarrollo e innovación en nanotecnología que se emplaza en la comuna de Lampa.

Serán 10 laboratorios de investigación de primer nivel en 4.000 m2, que serán un aporte para los actuales y futuros desarrollos enfocados en el combate al Covid-19.  Este espacio contribuirá a que Chile deje de ser solo exportador de materias primas, entregando un valor agregado a los distintos metales (cobre, hierro, carbono, renio, entre otros) a través de la nanociencia.