En la actual crisis energética, la electrificación del sector movilidad es un hito fundamental ya que también contribuye al cuidado del ambiente, pues elimina la emisión de gases de efecto invernadero. Sin embargo, hay un problema y es el almacenamiento de energía para el cual solo se tiene una vía: las baterías de litio. Pero este invento promete sustituirlo y es creado por este grupo de científicos que tiene el futuro en sus manos.
El litio usado por las baterías de los coches eléctricos
Este es un metal que tiene excelentes propiedades que han masificado su uso, especialmente en la fabricación de baterías recargables para los coches eléctricos. Entre sus atributos se encuentran que es muy reactivo, ligero y con una muy alta densidad energética, todo lo cual permite que los elementos que lo incorporan puedan, de manera muy eficiente, almacenar y liberar energía cuando sea demandada.
Por estas razones se ha convertido en un recurso que es medular para la transición energética dirigida a una movilidad que sea sostenible y que actualmente tiene una gran demanda. Pero, a pesar de todas estas ventajas, tiene el inconveniente de que su proceso de extracción es muy contaminante. Pero ahora hay una propuesta de uso de otros materiales que lo sustituye con mayor eficiencia.
Una nueva tecnología para el almacenamiento de energía en coches eléctricos
Un equipo de científicos del Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram y las universidades de Baylor y Rice ha desarrollado una nueva tecnología que se basa en estructuras de sodio y potasio que tienen formas de disco y de cono las cuales se adaptan a las baterías para elevar su eficiencia y durabilidad, así como su capacidad de almacenamiento segura.
Comenzando por el grafito, a pesar de ser un material muy estable y aislante (muy apreciado por sustituir al carbono duro y blando por lo que se dice que España está cometiendo actualmente un gran error) es un componente básico en la construcción de baterías de litio, pero es inútil cuando trata de almacenar átomos de potasio o sodio debido a que tienen mayor tamaño que los de litio por lo que no caben en sus capas.
Así que no puede ser utilizado en estas baterías cuando los átomos de sodio y potasio tengan su forma original. Por eso la investigación propuso cambiar la forma de las microestructuras a otras que son curvas como de discos y conos logrando insertarlas en las capas de grafito de forma estable y sin que hubiera necesidad de doparlas químicamente. Los resultados obtenidos en pruebas de laboratorio fueron excelentes.
Ya que estas estructuras mostraron una capacidad de almacenamiento de 230 mAh/g solo con sodio. Después de 2000 ciclos de carga rápida, tuvieron una retención de 151 mAh/g lo que es casi el doble que cuando se usaba litio. La resonancia magnética nuclear permitió inferir que los iones se movían en el interior del material sin deteriorarlo. Con esto se demostró que el sodio puede operar dentro del carbono puro.
Escalabilidad de producción con un impacto ambiental bajo
El sodio y el potasio son dos materiales que son muy abundantes en la naturaleza y muy baratos lo que reduce los costos de fabricación, mientras que con el litio ocurre lo contrario. Estas características hacen que el proceso de fabricación sea muy escalable. Adicionalmente, para obtenerlos no se produce contaminación lo que evita problemas medioambientales.
En definitiva, el uso del litio en la construcción de baterías (aunque se dice que el futuro no es de este material sino de esta “pasta dental” negra) será suprimido, ya que a pesar de sus ventajas es muy costoso y su extracción es muy contaminante. Con este nuevo método, se pueden construir baterías de sodio y potasio adaptando las formas de sus moléculas para que encajen con las capas de grafito.
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