Sustituir el ion de litio de las baterías por sodio no es una idea nueva pero, en esta ocasión, parece que ofrece los resultados esperados. Un equipo de investigadores de la universidad de Stanford acaba de hacer público un nuevo prototipo de batería a base de sodio que cuenta con la misma capacidad de almacenamiento que las de litio, pero que es mucho más asequible. Tanto es así que la producción de este sistema alternativo cuesta menos del 80% que las baterías convencionales.
Este abaratamiento del proceso se logra gracias al material en el que este equipo basa su nueva batería. Así, una tonelada del sodio que se emplea en estos sistemas se obtiene por 150 dólares. Para conseguir la misma cantidad de litio refinado, el precio se dispararía en cambio hasta los 15.000. Además, la extracción del cobalto necesario para las baterías de litio tiene otro tipo de efectos, como el trabajo infantil, la explotación y el desarraigo de comunidades enteras.
“Nunca habrá nada que supere al litio en rendimiento”, asegura el ingeniero químico que ha liderado este proyecto, Zhenan Bao, quien señala a su vez las debilidades del material más extendido en las baterías para el almacenamiento de energía. “El litio es tan raro y tan costoso que necesitamos desarrollar baterías de alto rendimiento pero de bajo coste, para lo que tienen que estar basadas en elementos tan abundantes como el sodio”.
Y de sodio precisamente se basa el electrodo de esta batería, cuya composición química es común a todas las sales. Sin embargo, mientras que en la sal de mesa el cloruro es el positivo, en este caso el ion de sodio se une a lo que se conoce como mio-inositol. Este es un compuesto orgánico abundante, que se obtiene a partir del salvado de arroz o del procedimiento para moler maíz.
Con esta base y después de haber optimizado el ciclo de carga y recarga, el equipo logró una mejora del rendimiento de la batería respecto a intentos anteriores, con un intenso trabajo sobre la manera en la que el sodio y el mio-inositol permiten el flujo de electrones.
En concreto, en esta batería la sal de sodio forma el cátodo, que es donde se almacenan los electrones. La química interna del sistema los traslada al ánodo que, en este caso, está compuesto de fósforo. Este punto es crucial, porque cuanto más eficientemente traslade el cátodo los electrones, mejor funcionará la batería.
“Este es un buen diseño, pero estamos convencidos de que podemos mejorarlo para optimizar aún más el ánodo de fósforo”, asegura Yi Cui, otro de los participantes en este proyecto que seguirá adelante con nuevos esfuerzos centrados en afinar el ánodo para que su batería alternativa a las de ion de litio sea aún más competitiva.
Más información en Stanford University.
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