El sodio es 50 veces más económico que el litio y se puede extraer incluso del agua de mar, haciéndolo una alternativa más sostenible.
Nuevo material revolucionario impulsa un futuro sostenible y accesible
El equipo internacional de investigadores interdisciplinarios, que incluye al Laboratorio de Investigación Canepa de la Universidad de Houston, ha desarrollado un material innovador que podría revolucionar las baterías de sodio-ion, aumentando su eficiencia y densidad energética. Este avance podría ser un paso clave hacia un futuro energético más sostenible y asequible.
El desafío de las baterías de litio y la necesidad de alternativas
Aunque las baterías de ion-litio han dominado el mercado tecnológico, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos, su futuro está en entredicho debido a la escasez de litio, su elevado costo y las dificultades para extraerlo. Además, factores geopolíticos podrían afectar su disponibilidad. Por ello, la búsqueda de alternativas más sostenibles y accesibles es esencial.
Un material prometedor: fosfato de vanadio de sodio
El nuevo material, identificado como fosfato de vanadio de sodio con la fórmula química NaₓV₂(PO₄)₃, mejora el rendimiento de las baterías de sodio-ion al incrementar su densidad energética en más del 15 %, alcanzando 458 vatios-hora por kilogramo (Wh/kg) en comparación con los 396 Wh/kg de tecnologías anteriores. Este avance acerca a las baterías de sodio-ion a competir directamente con las de litio-ion.
El sodio, un elemento 50 veces más económico que el litio, se puede extraer incluso del agua de mar, lo que lo convierte en una opción sostenible y viable para el almacenamiento energético a gran escala. Según el profesor Pieremanuele Canepa, líder del proyecto, este desarrollo podría reducir la dependencia del litio y hacer que la tecnología de baterías sea más accesible globalmente.
De la teoría a la práctica
El Laboratorio Canepa, especializado en modelado teórico y métodos computacionales para descubrir nuevos materiales, trabajó en colaboración con laboratorios de Francia para validar experimentalmente este descubrimiento. Se creó un prototipo de batería utilizando NaₓV₂(PO₄)₃, demostrando mejoras significativas en la capacidad de almacenamiento energético.
El material pertenece a los denominados “conductores superiónicos de sodio” (NaSICONs), diseñados para permitir un flujo eficiente de iones de sodio durante los ciclos de carga y descarga. A diferencia de materiales existentes, este presenta un sistema de fase única que mantiene su estabilidad mientras intercambia iones de sodio, ofreciendo un voltaje continuo de 3,7 voltios frente al metal de sodio, superior a los 3,37 voltios de los materiales actuales.
Impacto en la sostenibilidad energética
El método de síntesis empleado para desarrollar NaₓV₂(PO₄)₃ podría aplicarse a otros materiales de química similar, abriendo nuevas posibilidades en tecnologías avanzadas de almacenamiento energético. Estas innovaciones podrían contribuir a un futuro con baterías más económicas y respetuosas con el medio ambiente, fundamentales para la transición hacia una economía energética limpia.
El estudio que respalda este desarrollo fue publicado en la revista Nature Materials, resaltando el trabajo de investigadores como Ziliang Wang y Sunkyu Park, quienes ahora colaboran con instituciones internacionales como Northwestern University y Samsung SDI.
Este avance en las baterías de sodio-ion no solo representa un paso hacia una tecnología más sostenible y accesible, sino que también demuestra el potencial de la colaboración interdisciplinaria e internacional en la búsqueda de soluciones innovadoras para los desafíos energéticos globales. Con materiales como el fosfato de vanadio de sodio, la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles está más cerca que nunca.
Vía uh.edu
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