Las baterías de ion-sodio están ganando atención en el mundo de los vehículos eléctricos por su capacidad para reemplazar el litio y hacer baterías más baratas. El sodio es un recurso económico y abundante (al fin y al cabo, es sal) y está repartido por todo el planeta. Sin embargo, la tecnología aún tiene obstáculos importantes, como mejorar su densidad energética y mejorar su rendimiento en ciclos de carga y descarga.
Aunque China ya ha comenzado a introducir baterías de sodio en vehículos eléctricos urbanos y muy asequibles, su adopción masiva sigue siendo un reto. La menor densidad energética significa mayor peso frente a las baterías de litio, pero además también tienen una velocidad de recarga inferior que limita su atractivo y su avance en el mercado.
Sin embargo, los desarrollos más recientes en materia de baterías de sodio están abriendo nuevas posibilidades. Gran parte del desarrollo de estas baterías se ha centrado en aplicaciones de almacenamiento estacionario, donde el peso no es un factor crítico y la carga rápida tampoco.
La clave está en el vanadio
Un avance significativo proviene de la incorporación de vanadio en la química de las baterías de sodio. Un equipo de investigadores de la Universidad de Houston, junto con varios investigadores franceses, ha desarrollado un material llamado fosfato de vanadio y sodio, que mejora la movilidad de los iones y aumenta la densidad energética en un 15 por ciento.
Con esta nueva mejora, las baterías de fosfato de vanadio y sodio alcanzan una densidad energética de 458 Wh/kg a nivel celda, frente a los 396 Wh/kg de versiones anteriores. Esto las acerca a las baterías de litio convencionales.
El vanadio también aporta estabilidad durante los ciclos de carga y descarga, permitiendo un voltaje constante de 3.7 V, superior al de otras baterías de sodio sin vanadio. Esto no solo mejora la eficiencia, sino que también mantiene la integridad del electrodo, un aspecto crucial para su viabilidad en vehículos eléctricos.
"El cambio de voltaje continuo es una característica clave", explica Pieremanuele Canepa, director de la investigación. "Significa que la batería puede funcionar de manera más eficiente sin comprometer la estabilidad de los electrodos. Eso es un cambio radical para la tecnología de iones de sodio".
Una apuesta a futuro
Aunque estas baterías aún no están listas para los coches eléctricos, su potencial es inmenso. Su coste es casi 50 veces inferior al litio, y existe la posibilidad de extraer sodio del agua de mar, lo que las convierten en una opción sostenible para el almacenamiento de energía a gran escala.
"El sodio es un elemento abundante, ampliamente disponible y rentable. Además, las baterías a base de sodio tienen una alta estabilidad térmica, lo que reduce el riesgo de sobrecalentamiento e incendio, lo que las convierte en una opción práctica para un uso generalizado", explican los investigadores.
Un nuevo consorcio, LENS, liderado por el Laboratorio Nacional de Argonne, ya está trabajando en baterías de ion-sodio con densidades energéticas superiores, con la mirada puesta en vehículos eléctricos, además de redes eléctricas y almacenamiento. Por otro lado, el Departamento de Energía de Estados Unidos ha lanzado un proyecto de cuatro años para mejorar la densidad energética y la vida útil de estas baterías, resaltando su estabilidad térmica y menor riesgo de incendios.
Diversificación de la cadena de suministro
El desarrollo de baterías de sodio también tiene un factor estratégico importante: podría reducir la dependencia de materiales críticos como el cobalto y el níquel, presentes en las baterías de litio, cuyas reservas y producción dependen de muy pocos países. Estados Unidos, como uno de los mayores productores de sal del mundo, es uno de los más interesados en liderar esta transición hacia las baterías de sodio. Tendría una cadena de suministro más segura y barata y reduciría su dependencia de China.
Aunque las baterías de sodio parecen una opción prometedora para reducir los costes y diversificar las tecnologías de almacenamiento de energía, aún tienen un camino largo por recorrer antes de ser una alternativa viable al litio, especialmente en vehículos eléctricos. No obstante, su desarrollo avanza y se está más cerca de tener baterías más económicas y sostenibles.