Reemplazar el litio y el cobalto de las baterías de iones de litio por otros materiales más abundantes y sostenibles daría como resultado una tecnología con mayor conciencia ambiental y social. Con ese objetivo, un equipo de científicos de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado un material para baterías a base de sodio que es estable, puede recargarse tan rápido como una batería de iones de litio tradicional y tiene el potencial para almacenar más energía que ellas.
El sodio es un material que se obtiene de los océanos o de la corteza terrestre y por lo tanto es barato, abundante y sostenible, lo que lo convierte en un gran candidato para el almacenamiento de energía a gran escala. Es el sexto elemento más abundante en la tierra: es ilimitado y sostenible ya que se cosecha, no se extrae. Sin embargo, las baterías de sodio no tienen tanta energía como las baterías de litio y también dan problemas de degradación a la hora de cargarse y descargarse.
Los iones de las baterías viajan entre el ánodo o electrodo negativo y el cátodo o electrodo positivo para generar electricidad. En las baterías a base de sodio, los ánodos pueden desarrollar unos filamentos llamados dendritas que pueden llegar a causar cortocircuitos eléctricos, lo que aumenta las posibilidades de incendio o explosión. Con la tecnología desarrollada por el equipo de investigadores de Austin financiados por Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. es posible eliminar el crecimiento de la dendrita permitiendo que la batería se recargue tan rápido como las baterías de litio.
El resultado de la investigación ha sido publicado en la revista Advanced Materials donde el equipo de científicos explica que el material del ánodo se fabrica enrollando una hoja delgada de metal de sodio sobre polvo de telururo de antimonio, procediendo posteriormente a doblar la hoja repetidamente. El resultado es una distribución uniforme de átomos de sodio que resisten la formación de las dendritas y la corrosión. Además, el proceso también hace que la batería sea más estable, con una tasa de velocidad de carga similar a una batería de iones de litio y, potencialmente, una mayor capacidad de energía.
Distribución uniforme de átomos de sodio en el ánodo de una batería de sodio que resiste la formación de las dendritas y la corrosión.
"Básicamente, estamos resolviendo dos problemas a la vez", afirma el coautor del estudio, David Mitlin. "Por lo general, cuanto más rápido se carga, más dendritas crecen, por lo que si se suprime su crecimiento, es posible realizar la carga y la descarga descargar más rápido, lo que al a vez aumenta la seguridad."
En consecuencia, el estudio revela el procedimiento para generar baterías de sodio que permiten una potencia de carga similar a las de las baterías de litio, lo que reduce los tiempos de espera. También permiten una descarga de alto voltaje, lo que se traduce en que es posible mantener las prestaciones de una batería de litio y, potencialmente, gracias a su mayor ligereza, pueden llegar a albergar más energía que estas.
Al eliminar las dendritas y por lo tanto los problemas de cortocircuito, también se aumenta la seguridad de la batería en cuanto a incendios y explosiones. Además, las baterías de iones de sodio ofrecen otras ventajas cruciales para fabricantes y propietarios de vehículos eléctricos como es la sostenibilidad en la obtención de las materias primas y su asequibilidad, lo que reduce los gastos de producción y por lo tanto el precio de venta de los vehículos.
