Las principales baterías que dominan el mercado usan litio, que es escaso, concentrado geográficamente y se acompaña de metales tóxicos. Para abordar esto, una investigación del grupo de Química Inorgánica de la Universidad de Córdoba (UCO) ha desarrollado una batería de sodio y azufre capaz de cargarse y descargarse más de 2.000 veces.
De media, se considera que una batería de litio usada en teléfonos o vehículos eléctricos se carga cada tres días, lo que supone más de 120 cargas al año, según indican los expertos. Según esta estimación, el equipo de investigación ha conseguido desarrollar una batería que podría funcionar más de 15 años con materiales sostenibles y abundantes.
La investigación, publicada en la revista Journal of Power Sources y realizada en colaboración con la Universidad Nacional de San Luis (Argentina), se enmarca en el proyecto ‘Transición de Litio al Sodio en baterías de Azufre: Hacia una tecnología basada en elementos abundantes, económicos y sostenibles’ financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
Sustitución de metales tóxicos
En concreto, el equipo ha sustituido todos los metales tóxicos del cátodo de la batería por azufre, un material abundante, de bajo coste, medioambientalmente sostenible y que tiene la capacidad de proporcionar el doble de energía práctica que esos metales. En el ánodo han cambiado el litio por sodio, un recurso más abundante, accesible y con una energía similar a la del litio.
Sin embargo, en esa nueva batería de sodio y azufre se planteaba una dificultad para su funcionamiento, y es que el átomo de sodio es más grande que el de litio, por lo que su movimiento al cargar y descargar la batería era más difícil. Para solucionarlo, el equipo añadió en el cátodo junto al azufre una estructura metálica y orgánica (MOF, por sus siglas en inglés) basada en hierro, un metal abundante, barato y sostenible.
Gracias a la porosidad de esa estructura y al átomo de hierro, los investigadores consiguieron mediante ensayos en laboratorio que la batería funcionara durante más 2.000 ciclos de carga.
Además, han conseguido que la batería funcione a temperatura ambiente, pues este tipo de baterías que combinan el sodio y el azufre ya existían en el mercado, pero sólo funcionaban a temperaturas de 300 grados. El equipo de investigación continúa trabajando para intentar que la batería se cargue lo más rápido posible, pasando de la hora que tarda actualmente a los 10 minutos.