En la búsqueda de sistemas de almacenamiento de energía de nueva generación, un equipo internacional de científicos ha mostrado una batería ecológica y de bajo coste que tiene potencial para sustituir a las de iones de litio. En comparación con estas, el novedoso diseño de esta batería de sodio y azufre multiplica por cuatro la capacidad energética manteniendo bajos los costes de producción. De ser así, esta tecnología podría verse como una candidata con grandes opciones de convertirse en la sustituta de las químicas de litio actuales.
Baterías de sal fundida
El artículo en el que se detalla esta investigación ha sido publicado por la revista Advanced Materials. Allí se explica el proceso de fabricación de esta batería que entra en la categoría de las denominadas de sal fundida, que han existido con diversas químicas desde hace unos 50 años.
La mayoría de ellas se basan en una química de sodio y azufre (Na-S). Siempre han sido consideradas una alternativa de rendimiento inferior al litio por lo que su uso generalizado se ha visto limitado por su baja capacidad energética y su corto ciclo de vida. Además, otra dificultad para su empleo es que es necesario que sus electrodos se mantengan a altas temperaturas para lograr que el electrolito permanezca en un estado líquido fundido.
La investigación
Ahora, un equipo de científicos chinos y australianos colabora para desarrollar una nueva versión que ofrece un mejor rendimiento a temperatura ambiente. Al usar un proceso de pirólisis simple y electrodos a base de carbono, se mejora la reactividad del azufre y la reversibilidad de las reacciones entre el azufre y el sodio. De esta forma, la nueva batería exhibe una alta capacidad energética y una larga vida útil a temperatura ambiente.
El resultado es una batería con una capacidad energética de 1.017 mAh/g a temperatura ambiente, que es alrededor de cuatro veces la de una batería de iones de litio. La batería demostró una gran estabilidad reteniendo alrededor de la mitad de esta capacidad tras 1.000 ciclos de carga y descarga.
Según sus creadores, la batería de Na-S es, además, una alternativa menos tóxica que las baterías de iones de litio. Estas, presentes en dispositivos electrónicos con baterías de pequeño tamaño y en sistemas de almacenamiento de alta capacidad son muy costosas de fabricar y, a la vez, complican el reciclaje
"Nuestra batería de sodio tiene el potencial de reducir drásticamente los costes de producción y de proporcionar cuatro veces más capacidad de almacenamiento", asegura Shenlong Zhao, director de la investigación. "Cuando el sol no brilla y no sopla el viento, se necesitan soluciones de almacenamiento de alta calidad que no tengan un coste para la Tierra y que sean fácilmente accesibles a nivel local o regional", añade.
Tras mostrar su tecnología en el laboratorio utilizando baterías prototipo en formato botón, los investigadores ahora están trabajando en versiones de celda con formato de bolsa, a la vez que buscan el camino para su comercialización.
