El grafeno se ha utilizado en muchos componentes de baterías. En junio de 2020, un equipo de investigadores de la Universidad de Brown encontró una forma de utilizar el grafeno para duplicar la dureza de un material cerámico utilizado para fabricar baterías de iones de litio de estado sólido. Mientras tanto, en abril de 2019, se descubrió una esponja de grafeno que podría ayudar a estabilizar las baterías de litio-azufre.
De hecho, el potencial del grafeno en los sistemas de energía renovable ha sido muy discutido. Pero siempre parecía que había alguna limitación que frenaba la tecnología.
Ahora, investigadores de la Chalmers University of Technology han ideado un nuevo concepto para fabricar materiales de electrodos de alto rendimiento para baterías de sodio cuya capacidad podría igualar a la de las actuales baterías de iones de litio, basado en un nuevo tipo de grafeno llamado Janus (llamado así por el dios romano de dos caras).
En comparación con el litio, que es muy caro y conlleva problemas medioambientales, el sodio es un metal abundante y de bajo coste que además es ecológico. Sin embargo, actualmente las baterías de iones de sodio tienen varios problemas de rendimiento.
Uno de ellos es el grafito, que se utiliza como ánodo en las baterías de iones de litio actuales. En las baterías de iones de litio, los iones se intercalan en el grafito, entrando y saliendo de las capas de grafeno y quedando almacenados para su uso energético.
Pero los iones de sodio son demasiado grandes para ser almacenados eficazmente en la estructura del grafeno. Aquí es donde entra en juego el invento de los investigadores de Chamers.
“Hemos añadido una molécula espaciadora en un lado de la capa de grafeno. Cuando las capas se apilan, la molécula crea un mayor espacio entre las hojas de grafeno y proporciona un punto de interacción, lo que conduce a una capacidad significativamente mayor“, explicó en un comunicado el investigador Jinhua Sun, del Departamento de Ciencia Industrial y de los Materiales de Chalmers y primer autor del artículo científico.
Se trata de una gran noticia, ya que la tecnología eleva la capacidad de intercalación del sodio en el grafito estándar de 35 miliamperios hora por gramo (mA h g-1) a la impresionante cifra de 332 miliamperios hora por gramo (cercana al valor del litio en el grafito). El futuro de las baterías de iones de sodio ya está aquí.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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