La investigación de la batería de iones de sodio muestra resultados prometedores

2019-09-12 18:07:47

El litio es relativamente raro y bastante difícil de procesar para su uso en baterías. El sodio es abundante y fácil de trabajar. Hay similitudes químicas entre los dos elementos que sugieren que las baterías de iones de sodio podrían ser una alternativa de bajo costo, y amigable con el medio ambiente, a las baterías de iones de litio.


Solo hay un problema. Las baterías de iones de sodio no funcionan tan bien o tanto como sus primos de iones de litio, todavía. Sin embargo, eso puede estar cambiando a medida que continúa la investigación sobre las baterías de iones de sodio. El profesor Jong Min Yuk y un equipo de científicos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea informan que han logrado un progreso significativo hacia la creación de baterías de iones de sodio de alto rendimiento al experimentar con electrodos de sulfuro de cobre. Su investigación fue publicada recientemente en la revista Advanced Science.


Los investigadores presentaron una nueva estrategia para extender la ciclabilidad de las baterías de iones de sodio utilizando sulfuro de cobre como material de electrodo. Esta estrategia ha llevado a reacciones de conversión de alto rendimiento y se espera que avance en la comercialización de baterías de iones de sodio a medida que emergen como una alternativa a las baterías de iones de litio.


La investigación confirmó que el sulfuro de cobre es un material de electrodo superior que es tolerante a la pulverización e induce la recuperación de la capacidad. Su uso debe permitir que las baterías de iones de sodio tengan una vida útil de 5 años o más si se cargan una vez al día.


Muchos materiales de batería convencionales como el grafito, que se usa comúnmente en baterías de iones de litio, generalmente experimentan graves degradaciones de capacidad debido a tener estructuras cristalinas completamente diferentes y una expansión de gran volumen antes y después de las reacciones, según un informe de Science Daily. Sin embargo, los sulfuros de cobre experimentaron un cambio cristalográfico gradual para hacer las interfaces semi-coherentes, lo que eventualmente evitó la pulverización de partículas. Basado en este mecanismo único, el equipo confirmó que el sulfuro de cobre exhibe una alta capacidad y una alta estabilidad de ciclo independientemente de su tamaño y morfología que otros materiales de electrodos.


El profesor Yuk dice: "Las baterías de iones de sodio que emplean sulfuro de cobre pueden hacer avanzar las baterías de iones de sodio, lo que podría contribuir al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía de bajo costo y abordar el problema del micropolvo".


No habrá celdas de batería de iones de sodio disponibles para su vehículo eléctrico en el corto plazo, pero la investigación en curso significa que podrían ser parte de la imagen de almacenamiento de energía en el futuro. Las baterías de iones de litio se basan en litio y cobalto, que son difíciles de reciclar debido a su toxicidad. Dejando de lado cualquier ventaja de precio, las baterías de iones de sodio no tendrían las mismas preocupaciones tóxicas. Además, el cobalto se obtiene principalmente de la República Democrática del Congo, donde su extracción plantea serias preocupaciones debido a la probabilidad de que participen niños trabajadores.


Las baterías de iones de sodio de hoy están en la misma etapa de desarrollo que las baterías de iones de litio de hace una década. El mundo necesitará todo el almacenamiento de la batería que pueda encontrar para la transición a una economía de cero carbono. Si las baterías de iones de sodio pueden avanzar esa transición, serán buenas noticias para el planeta.