Cooperación para unas pilas más ecológicas
Max Planck desarrolla baterías de sodio-azufre junto con el fabricante australiano-británico de baterías Gelion
Las pilas de sodio-azufre podrían resolver un problema de la transición energética: están pensadas para almacenar electricidad procedente de la energía eólica y fotovoltaica de forma rentable y respetuosa con el medio ambiente. Esto se debe a que el viento y el sol no siempre proporcionan energía cuando más se necesita. Sin embargo, la vida útil de las baterías de sodio-azufre sigue siendo limitada. Sin embargo, un equipo dirigido por Markus Antonietti, Director del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, ha desarrollado un material catódico hecho de azufre y carbono, entre otras cosas, que prolonga considerablemente la vida útil y hace que las baterías sean más potentes.
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Financiación de la investigación y licencias exclusivas
El Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces ha concluido ahora un acuerdo de cooperación con el fabricante australiano-británico de baterías Gelion para seguir desarrollando los materiales de azufre y carbono con vistas a una amplia aplicación industrial. "Estamos encantados de trabajar con Gelion para comercializar nuestra tecnología pionera de baterías de azufre", afirma Markus Antonietti, Director del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces. "Juntos queremos ofrecer soluciones energéticas asequibles, sostenibles y potentes para satisfacer las necesidades mundiales".
El acuerdo de cooperación prevé que Gelion financie la investigación pertinente en el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces con 600.000 euros durante tres años y, a cambio, conceda licencias exclusivas sobre las patentes resultantes de la investigación. Markus Antonietti también asesorará a Gelion en el desarrollo de baterías de sodio-azufre como parte de la cooperación. Por último, el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces formará a científicos que luego podrán hacer carrera en Gelion. "Esto significa que nos hemos embarcado en un viaje largo pero prometedor: desde pruebas de laboratorio del tamaño de una moneda hasta baterías estacionarias a gran escala como alternativa a las baterías de litio convencionales", explica Markus Antonietti.
Los nanomateriales de carbono-azufre incluyen polisulfuros nocivos
Las baterías de iones de litio siguen siendo el estándar de oro en tecnología de baterías, pero el litio es un recurso escaso y su uso está asociado a daños ecológicos considerables: desde la extracción y el procesamiento, que consumen mucha energía, hasta la eliminación de residuos tóxicos. En cambio, el sodio y el azufre son abundantes, baratos y mucho menos nocivos para el medio ambiente que algunos componentes de las baterías de iones de litio. El sodio -pensemos en la sal de mesa común- puede extraerse del agua de mar o de depósitos de sal. El azufre es un subproducto de la industria del petróleo y el gas.
Sin embargo, las baterías de sodio-azufre han sufrido hasta ahora un problema técnico conocido como "polisulfuro shuttling": la formación de polisulfuros solubles que pueden migrar entre los electrodos, dañando la batería y acortando su vida útil. Aquí es precisamente donde los materiales de azufre-carbono desarrollados en el departamento de Markus Antonietti podrían aportar un remedio. Esto se debe a que están permeados por nanoporos que encierran los polisulfuros. Una batería de prueba conservó el 80% de su capacidad original tras 1.500 ciclos de carga y descarga. Los nanomateriales también permiten utilizar más del 99% del azufre para almacenar energía, aumentando así la ya de por sí alta densidad energética de una batería de sodio-azufre. "El azufre siempre ha permitido una alta densidad energética, pero ha planteado problemas de rendimiento y vida útil", afirma John Wood, director general de Gelion. "Combinando los enfoques de Gelion y Max Planck, ahora tenemos la posibilidad de optimizar las tres propiedades en una sola célula".
Gelion construye los primeros prototipos
Hasta la fecha, Gelion ha trabajado principalmente en baterías de litio-azufre, que también podrían ser más duraderas y potentes gracias a los materiales de Max Planck. Ahora, la empresa se adentrará también en el desarrollo de las baterías de sodio-azufre y está construyendo un prototipo 100 veces mayor que la pila de tamaño moneda del laboratorio Max Planck. "Juntos, Gelion y el Instituto Max Planck tienen unas capacidades extraordinarias", afirma Thomas Maschmeyer, fundador y director de Gelion. "Esto nos permitirá desarrollar un dispositivo de almacenamiento de energía rentable y seguro, con unas características de rendimiento muy atractivas y que utiliza algunos de los mejores elementos disponibles: carbono, sodio y azufre".
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