Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Washington (WSU) y del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) ha desarrollado una batería de iones de sodio que podría ser viable para el almacenamiento de energía a gran escala. Cuenta con una alta densidad de energía y rendimiento, lo que hace que sea potencialmente viable como tecnología de batería con materiales abundantes y baratos.
La investigación, dirigida por Yuehe Lin, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de WSU, y Xiaolin Li, científico investigador senior en PNNL, se publica en la revista ACS Energy Letters.
Los investigadores explican que su hallazgo es uno de los mejores resultados hasta la fecha para una batería de iones de sodio. Es capaz de entregar una capacidad similar a algunas baterías de iones de litio y recargarse de manera óptima, manteniendo más del 80% de su carga después de 1.000 ciclos.
Baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio se utilizan en numerosas aplicaciones, como los vehículos eléctricos, pero están elaborados con materiales escasos y caros, explican los investigadores. A medida que aumenta la demanda de vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía de la red eléctrica, los científicos estadounidenses consideran que estos materiales serán más difíciles de obtener y posiblemente más caros.
El equipo de investigación defiende que las baterías de iones de sodio -un material barato, abundante y sostenible-, podrían ser buenas candidatas para el almacenamiento de energía a gran escala.
Desarrollo de la investigación
El grupo de científicos creó un cátodo de óxido de metal en capas y un electrolito líquido que incluía iones de sodio adicionales. Su diseño de cátodo y sistema de electrolitos permitió el movimiento continuo de iones de sodio, evitando la acumulación inactiva de cristales en la superficie y permitiendo la generación de electricidad sin obstáculos.
Yuehe Lin explica que la investigación reveló la correlación esencial entre la evolución de la estructura del cátodo y la interacción de la superficie con el electrolito. «Estos son los mejores resultados reportados para una batería de iones de sodio con un cátodo en capas, lo que demuestra que es una tecnología viable que puede ser comparable a las baterías de iones de litio», asegura el profesor.
En la actualidad, los investigadores trabajan para comprender mejor la interacción entre el electrolito y el cátodo, con el fin de poder trabajar con diferentes materiales para mejorar el diseño de la batería. También quieren crear una batería que no use cobalto, un material relativamente caro.
Los investigadores sostienen que, si pueden encontrar alternativas viables al litio y al cobalto, la batería de iones de sodio podría ser realmente competitiva con las baterías de iones de litio.