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    ¿Las superbaterías del futuro estarán hechas de agua de mar?

    Crédito:CC0 Public Domain

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

    Desafortunadamente, el litio es un recurso limitado, por lo que será un desafío satisfacer la creciente demanda mundial de baterías relativamente baratas. Por lo tanto, Los investigadores ahora están buscando alternativas a la batería de iones de litio.

    Una alternativa prometedora es reemplazar el litio con el sodio metálico para fabricar baterías de iones de sodio. El sodio se encuentra en grandes cantidades en el agua de mar y se puede extraer fácilmente de él.

    "La batería de iones de sodio todavía está en desarrollo, y los investigadores están trabajando para aumentar su vida útil, reduciendo su tiempo de carga y fabricando baterías que pueden entregar muchos vatios, "dice el líder de investigación Dorthe Bomholdt Ravnsbæk del Departamento de Física, Química y Farmacia en la Universidad del Sur de Dinamarca.

    Ella y su equipo están preocupados por desarrollar baterías recargables nuevas y mejores que puedan reemplazar las baterías de iones de litio ampliamente utilizadas en la actualidad.

    Para que las baterías de iones de Na se conviertan en una alternativa, Se deben desarrollar mejores materiales para electrodos, algo que ella y sus colegas de la Universidad de Tecnología y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, ESTADOS UNIDOS, han mirado en un nuevo estudio publicado en la revista Materiales de energía aplicada ACS .

    Pero antes de mirar los detalles de este estudio, echemos un vistazo a por qué la batería de iones de sodio tiene el potencial de convertirse en el próximo gran éxito de la batería.

    "Una ventaja obvia es que el sodio es un recurso fácilmente disponible, que se encuentra en cantidades muy grandes en el agua de mar. Litio, por otra parte, es un recurso limitado que se extrae solo en unos pocos lugares del mundo, "explica Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.

    Otra ventaja es que las baterías de iones de Na no necesitan cobalto, que todavía se necesita en las baterías de iones de litio. La mayor parte del cobalto que se utiliza hoy en día para fabricar baterías de iones de litio, se extrae en la República Democrática del Congo, donde rebelión, la minería desorganizada y el trabajo infantil crean incertidumbre y escrúpulos morales con respecto al comercio de cobalto del país.

    También cuenta con el lado positivo de que las baterías de iones de sodio se pueden producir en las mismas fábricas que fabrican las baterías de iones de litio en la actualidad.

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

    El nuevo giro en el material es la adición del elemento manganeso, que no solo le da a la batería un voltaje más alto (voltios), pero también aumenta la capacidad de la batería y es probable que entregue 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 observado efectos similares en las baterías de iones de litio, pero es muy sorprendente que el efecto se retenga en una batería de iones de Na, Dado que la interacción entre el electrodo y los iones de Na es muy diferente a la de los iones de Li, "dice Dorthe Bomholdt Ravnsbæk.

    Ella no intentará predecir cuándo podemos esperar encontrar baterías de iones de sodio a base de agua de mar en nuestros teléfonos y autos eléctricos. porque aún quedan algunos retos por resolver. Un desafío es que puede resultar difícil fabricar pequeñas baterías de iones de sodio. Pero las baterías grandes también tienen valor, por ejemplo, cuando se trata de almacenar energía eólica o solar.

    Por lo tanto, en 2019, Una batería de iones de sodio de 100 kWh tan gigantesca fue inaugurada para ser probada por científicos chinos en el Centro de Investigación Física del Delta del Río Yangtze. La batería gigante consta de más de 600 celdas de batería de iones de Na conectadas, y suministra energía al edificio que alberga el centro. La corriente almacenada en la batería es un excedente de corriente de la red principal.


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