28.01.2020 - University of Southern Denmark - Syddansk Universitet

¿Serán las súper baterías del futuro hechas de agua de mar?

Todos conocemos las baterías recargables y eficientes de iones de litio (Li-ion) que se encuentran en nuestros smartphones, ordenadores portátiles y también en los coches eléctricos.

Desafortunadamente, el litio es un recurso limitado, por lo que será un reto satisfacer la creciente demanda mundial de baterías relativamente baratas. Por lo tanto, los investigadores están buscando ahora alternativas a la batería de Li-ion.

Una alternativa prometedora es reemplazar el litio por el metal sodio - para hacer baterías de Na-ion. El sodio se encuentra en grandes cantidades en el agua de mar y puede ser fácilmente extraído de ella.

La batería de Na-ion está todavía en desarrollo, y los investigadores están trabajando para aumentar su vida útil, reducir su tiempo de carga y fabricar baterías que puedan suministrar muchos vatios, dice la líder de la investigación Dorthe Bomholdt Ravnsbæk del Departamento de Física, Química y Farmacia de la Universidad del Sur de Dinamarca.

Ella y su equipo están preocupados por desarrollar nuevas y mejores baterías recargables que puedan reemplazar las ampliamente usadas baterías de Li-ion de hoy en día.

Para que las baterías de Na-ion se conviertan en una alternativa, se deben desarrollar mejores materiales de electrodos - algo que ella y sus colegas de la Universidad de Tecnología y el Instituto Tecnológico de Massachusetts, EUA, han observado en un nuevo estudio publicado en la revista ACS Applied Energy Materials.

Pero antes de analizar los detalles de este estudio, veamos por qué la batería de Na-ion tiene el potencial de convertirse en el próximo gran éxito de las baterías.

Una ventaja obvia es que el sodio es un recurso muy disponible, que se encuentra en cantidades muy grandes en el agua de mar. El litio, en cambio, es un recurso limitado que se extrae sólo en unos pocos lugares del mundo, explica Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.

Otra ventaja es que las baterías de Na-ion no necesitan cobalto, que sigue siendo necesario en las baterías de Li-ion. La mayoría del cobalto que se utiliza hoy en día para fabricar baterías de iones de litio, se extrae en la República Democrática del Congo, donde la rebelión, la minería desorganizada y el trabajo infantil crean incertidumbre y reparos morales con respecto al comercio de cobalto del país.

También cuenta con el lado positivo de que las baterías de Na-ion pueden ser producidas en las mismas fábricas que hacen las baterías de Li-ion hoy en día.

En su nuevo estudio, Dorthe Bomholdt Ravnsbæk y sus colegas han investigado un nuevo material de electrodos basado en hierro, manganeso y fósforo.

Lo nuevo del material es la adición del elemento manganeso, que no sólo da a la batería un voltaje más alto (voltios), sino que también aumenta la capacidad de la batería y es probable que proporcione más vatios. Esto se debe a que las transformaciones que ocurren a nivel atómico durante la descarga y la carga se modifican significativamente por la presencia de manganeso.

Se han visto efectos similares en las baterías de Li-ion, pero es muy sorprendente que el efecto se mantenga en una batería de Na-ion, ya que la interacción entre el electrodo y los Na-ions es muy diferente a la de los Li-ions, dice Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.

No intentará predecir cuándo podemos esperar encontrar baterías de Na-ion basadas en agua de mar en nuestros teléfonos y coches eléctricos, porque todavía hay algunos desafíos que deben ser resueltos.

Un desafío es que puede ser difícil hacer pequeñas baterías de Na-ion. Pero las grandes baterías también tienen valor, por ejemplo, cuando se trata de almacenar energía eólica o solar.

Así, en 2019, se inauguró una gigantesca batería de Na-ion de 100 kWh de este tipo para ser probada por científicos chinos en el Centro de Investigación Física del Delta del Río Yangtze. La batería gigante consiste en más de 600 celdas de batería de Na-ion conectadas, y suministra energía al edificio que alberga el centro. La corriente almacenada en la batería es el excedente de corriente de la red principal.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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