Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) han desarrollado un nuevo material que mejora el rendimiento de las baterías de sodio en estado sólido, consideradas menos peligrosas y más duraderas que sus homólogas de iones de litio.
Hasta ahora, uno de los principales problemas que jugaban en contra de las baterías de sodio es el hecho de que los iones de sodio no se mueven fácilmente en el electrolito líquido de las baterías convencionales, lo que las hace menos eficientes que las de litio. Aquí es donde entra el desarrollo de UNIGE.
Modificando la estructura cristalina de un material compuesto por carbono, boro e hidrógeno (carbohidridoborato), los investigadores suizos desarrollaron un electrolito sólido más eficiente y también definieron la presión ideal que debe aplicarse a la batería para que funcione con eficacia.
En un par de artículos publicados en las revistas ACS Applied Materials & Interfaces y Advanced Materials Interfaces, el equipo de investigadores explica que, como el sodio es más pesado que el litio, sus iones también se mueven con menos facilidad en el electrolito líquido. Por ello, su solución implicaba diseñar un electrolito sólido que también fuera incombustible y que subsanara las deficiencias de rendimiento de los electrolitos sólidos ya desarrollados que están compuestos por hidridoboratos.
Así fue como se les ocurrió crear el carbohidridoborato de sodio (NaCB11H12), un material eficaz que originalmente no es conductor.
“Modificando la estructura de sus cristales, y más concretamente la disposición espacial de los átomos, hemos conseguido hacerlo conductor, lo que lo convierte en el medio de transporte de iones de sodio más eficiente que existe en la actualidad”, afirma Radovan Cerny, coautor de los estudios, en un comunicado de prensa.
Para lograr este resultado, Cerny y sus colegas sometieron el compuesto a fuertes choques, generando altas temperaturas, dentro de un molino de bolas. Se trata de un método de bajo consumo energético muy utilizado en la industria del cemento. Una vez hecho esto, el material se puso a prueba.
Sabiendo que para que una pila funcione, el electrolito, ya sea líquido o sólido, debe estar en íntimo contacto con los electrodos positivo y negativo, los científicos tuvieron que asegurarse de que el que desarrollaron estuviera bien contenido dentro de la pila.
“Para conseguirlo, hay que aplicar presión mediante tornillos o muelles. Buscamos la “fuerza” ideal para ejercer sobre nuestro electrolito sólido”, explica el coautor Matteo Brighi. “Se demostró que debía ser de unas 400 atmósferas, equivalente a la presión bajo el agua a una profundidad de 4.000 metros, lo que puede conseguirse muy fácilmente con unas pocas vueltas de tornillo”.
En opinión de Cerny y Brighi, estos descubrimientos allanan el camino para facilitar la producción de baterías de sodio, especialmente en la industria del automóvil.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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