Nuevo diseño de ánodo con recubrimiento poroso eleva eficiencia de baterías de sodio del 18% al 82% en el primer ciclo.
- Baterías sin litio, basadas en sodio.
- Ánodos con doble capa, núcleo poroso protegido.
- Menos pérdidas iniciales, más energía útil desde el primer ciclo.
- Materiales baratos, carbono activado como base.
- Aplicaciones reales, redes eléctricas y almacenamiento renovable.
- Menor presión minera, alternativa a metales críticos.
Un nuevo diseño núcleo-capa para ánodos mejora de forma notable el rendimiento
Las baterías de sodio-ion llevan años señaladas como una de las grandes alternativas sostenibles a las de litio. El sodio es abundante, está distribuido de forma más equitativa en el planeta y no depende de cadenas de suministro tan tensas como las del litio, el cobalto o el níquel. El problema, hasta ahora, ha sido técnico: durante el primer ciclo de carga, estas baterías pierden una parte importante de su capacidad útil antes incluso de llegar al usuario final.
Ese “desgaste prematuro” se origina en una reacción química entre el ánodo y el electrolito, el líquido que permite el movimiento de los iones dentro de la batería. En los ánodos de carbono duro, necesarios para almacenar sodio, las moléculas del electrolito se descomponen y penetran en los poros del material. Allí ocupan espacios que deberían estar reservados para los iones de sodio. El proceso se detiene solo cuando se forma una película protectora estable, conocida como interfase sólido-electrolito (SEI).
Esa película cumple su función de escudo químico, pero tiene un coste: atrapa parte de los iones de sodio, reduciendo la cantidad de carga que puede circular en la batería. En términos prácticos, significa menos energía disponible desde el primer uso.
Por qué los ánodos de sodio necesitan un enfoque distinto
En las baterías de litio, este problema es mucho menor. El grafito, su ánodo habitual, es más denso y favorece la formación rápida y estable de la capa protectora. Por eso, su eficiencia inicial suele superar el 90%. El sodio, sin embargo, no se puede almacenar en grafito de forma eficaz. De ahí la necesidad de recurrir a carbones duros y porosos, que ofrecen más espacio para los iones, pero también más superficie donde el electrolito puede reaccionar y causar pérdidas.
Durante años, la investigación se ha movido en una especie de tira y afloja: materiales con gran capacidad de almacenamiento tendían a generar más pérdidas en la formación de la película protectora. Mejorar una cosa implicaba empeorar la otra.
Diseño núcleo-capa: separar funciones para avanzar más rápido
El equipo de la BAM decidió romper con esa lógica. En lugar de buscar un único material que lo haga todo, desarrollaron un diseño núcleo-capa que divide el trabajo en dos zonas claramente diferenciadas.
En el centro del ánodo colocaron un núcleo poroso de carbono duro, optimizado para almacenar la mayor cantidad posible de iones de sodio. Alrededor, aplicaron una capa externa ultrafina, que actúa como un filtro selectivo: deja pasar los iones de sodio, pero bloquea en gran medida las moléculas del electrolito responsables de la degradación.
El resultado es un equilibrio poco habitual en este tipo de baterías: alta capacidad de almacenamiento y menor pérdida de eficiencia inicial. La capa externa limita la formación descontrolada de la película protectora, evitando que se “coma” los espacios útiles del ánodo.
Un detalle clave es el material elegido para esa estructura. El sistema se basa en carbono activado, un material barato, ampliamente disponible y con una huella ambiental menor que la de muchos compuestos metálicos avanzados. Eso convierte esta tecnología no solo en una solución de laboratorio, sino en una opción con potencial real de escalado industrial.
Los resultados, publicados en Angewandte Chemie International Edition, muestran una mejora clara: los prototipos alcanzan una eficiencia inicial del 82%, frente al 18% de los ánodos sin recubrimiento. No es todavía el nivel de las baterías de litio, pero acorta de forma significativa la distancia.
Más allá del laboratorio: dónde encaja esta tecnología
Este tipo de diseño núcleo-capa abre la puerta a baterías más democráticas, pensadas no solo para vehículos o electrónica de consumo, sino para comunidades, cooperativas energéticas y servicios públicos. En zonas rurales o islas energéticas, donde la logística del litio es compleja y cara, el sodio puede convertirse en un aliado estratégico.
A medio plazo, la combinación de materiales abundantes, procesos de fabricación más limpios y mayor eficiencia desde el primer uso puede reducir el coste por kilovatio-hora almacenado. Eso facilita la expansión de sistemas solares domésticos con baterías, microredes locales y soluciones de respaldo para hospitales, escuelas o infraestructuras críticas.
No es una revolución de titulares llamativos. Es algo más silencioso, más técnico. Pero justo por eso, más profundo: una pieza clave para construir un sistema energético donde almacenar energía limpia sea tan accesible como generarla.
Más información: Paul Alexander Appel et al, Core‐Shell: Resolving the Dilemma of Hard Carbon Anodes by Sealing Nanoporous Particles With Semi‐Permeable Coatings, Angewandte Chemie International Edition (2026). DOI: 10.1002/anie.202519457
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