Por Alfonso Padilla Vivanco
Las antiguas civilizaciones de la cuenca del Mediterráneo, particularmente griegos, romanos, fenicios, y egipcios, además de otros pueblos, tenían un importante conocimiento de las ventajas del uso de siete metales: oro, plata, mercurio, hierro, cobre, plomo y estaño. Con estos elementos se fabricaron joyas, armas, utensilios de labranza, artículos religiosos, entre otros enseres. Las propiedades de estos metales fueron muy estudiados por alquimistas, quienes buscaban permanentemente encontrar la forma de convertir cualquier metal en oro. Los alquimistas asociaron a cada uno de estos metales con el Sol (oro), la luna (plata), y los planetas, Marte (hierro), Mercurio (mercurio), Venus (cobre), Saturno (plomo) y Júpiter (estaño).
Con el devenir del tiempo y el conocimiento de la naturaleza, el ser humano clasificó de forma más precisa, a todos los elementos conocidos, postulando teorías y llevando a cabo experimentos cada vez más complejos. Hoy día, específicamente, los metales en la tabla periódica se han dividido en varios grupos, de acuerdo con una genérica clasificación se les puede nombrar como: metales alcalinos (litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio); metales alcalinotérreos (berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario, radio); metales de transición (escandio, itrio, titanio, circonio, hafnio, vanadio, niobio, tántalo, cromo, molibdeno, wolframio, manganeso, tecnecio, renio, hierro, rutenio, osmio, cobalto, rodio, iridio, níquel, paladio, platino, cobre, plata, oro, zinc); metales lantanoides (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio); metales actinoides (actinio, torio, protactinio, uranio). Existen otros elementos químicos que tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales, conocidos como metaloides, entre ellos se tienen a los siguientes: boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio y polonio.
En especial hay un elemento químico, el litio, que debido a sus propiedades químicas; tiene un gran potencial para la transición energética y el aprovechamiento sustentable de la energía. El litio es uno de los elementos sólidos menos densos que existen. Su descubridor fue el químico Humphry Davy (1778-1829), pionero en el uso de corrientes eléctricas para separar los constituyentes de los compuestos y así aislar a los elementos de interés. Usando la técnica de las sales fundidas, descubrió el sodio y el potasio. Aisló magnesio, estroncio, bario, calcio y boro. Más tarde, Michael Faraday (1791-1867) continuó con la investigación de Davy sobre una técnica hasta ese momento nueva, la electroquímica, y sentó las bases de ésta. Hizo muchos experimentos medidos y cuantificó todo lo que pudo. Faraday inventó toda una nomenclatura para esta nueva forma de producir electricidad. Como se sabe hoy día, el litio es un metal alcalino que se separa por electrolisis a partir del cloruro de litio. También es conocido que los compuestos de litio tienen una amplía gama de usos, desde las baterías recargables para computadoras portátiles hasta cámaras fotográficas. Los compuestos de litio son usados en la industria del vidrio y cerámica. El compuesto cerámico de origen sintético niobato de litio tiene importante relevancia en óptica no lineal, es un material que puede manipular ondas electromagnéticas en todo el espectro electromagnético, desde las microondas hasta las frecuencias del ultravioleta. Otros usos de compuestos de litio son el carbonato de litio, que es el principio activo del algunos medicamentos para el tratamiento de trastornos psicológicos.
El avance en la fabricación de automóviles eléctricos e híbridos ha provocado una intensa demanda de baterías de ion litio (Li-Ion). El principio de funcionamiento de estas pilas requiere de un ánodo y un cátodo. En el ánodo (positivo) se lleva a cabo la oxidación y en el cátodo (negativo) la reducción. El ánodo está principalmente hecho del elemento litio el cual se encuentra entre capas de grafeno, de donde se desprenden electrones que se trasladan por el medio no acuoso (sin agua) hacia al cátodo. Este último se compone de un óxido metálico, como el fosfato de hierro. La gran ventaja de una batería de ion litio es que puede ser prácticamente recargada cientos de veces. Además de ser estable química y térmicamente. También resisten temperaturas muy altas sin sufrir gran descomposición, lo que es una ventaja para evitar incendios como sí sucede con otro tipo de baterías. A la pila de ion litio suele llamarse con el nombre de LFP (Lithium Ferrum Phosphate). Además, una gran atributo de este tipo de baterías es que la preocupación ecológica se ha reducido.
Universidad Politécnica de Tulancingo. alfonso.padilla@upt.edu.mx
