Investigadores de la Universidad de Houston dieron un paso importante hacia el desarrollo de baterías más accesibles y sostenibles al utilizar sodio en lugar de litio. Según Efahrer, este avance no solo podría resolver problemas económicos, sino que también tiene implicaciones positivas para el medio ambiente y la seguridad energética global.
El nuevo material catódico, denominado fosfato de sodio y vanadio (NaxV2(PO4)3), promete densidades de energía más altas y alcanzar valores teóricos de hasta 458 Wh/kg, una mejora importante respecto a las baterías de iones de sodio actuales, que rondan los 160 Wh/kg.
Este material no solo es más barato que el litio, sino que el sodio es fácilmente accesible en todo el mundo, incluso en el agua de mar, lo que lo convierte en una opción altamente viable para aplicaciones a gran escala.
Según Lithium Safe, las baterías de litio, aunque populares, presentan riesgos de seguridad, como el sobrecalentaiento y el "desbocamiento térmico", que pueden provocar incendios o explosiones. Por lo que esta nueva propuesta puede ser una solución viable.
Ventajas del sodio frente al litio: sostenibilidad y costos más bajos
El litio, aunque es eficiente, tiene limitaciones. Es caro, difícil de obtener y su procesamiento depende mayoritariamente de China, lo que genera problemas de suministro y dependencias geopolíticas.
Por otro lado, las baterías de sodio prometen ser más seguras, económicas y fáciles de producir. Según la investigación publicada en Nature Materials, este nuevo material también ofrece ventajas en términos de estabilidad química y estructural, características cruciales para el almacenamiento de energía.
De acuerdo con la misma investigación, el NaxV2(PO4)3 tiene una estructura única que permite que los iones de sodio entren y salgan del cátodo de manera eficiente durante los ciclos de carga y descarga. Este comportamiento, llamado "mecanismo monofásico", evita los problemas de estabilidad comunes en materiales anteriores y asegura un rendimiento óptimo durante más tiempo.
Además, este material permite un voltaje estable de 3.7 V, superior al de las baterías convencionales de sodio, que alcanzan 3.37 V. Este pequeño incremento tiene un impacto grande en la densidad de energía y la eficiencia general del sistema, factores críticos para su uso en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles.
Desafíos técnicos: el costo del vanadio y la implementación comercial
Aunque los avances son prometedores, el uso de vanadio tiene ciertos desafíos. Según Efahrer, este elemento es caro, lo que podría limitar inicialmente su implementación a gran escala. No obstante, los investigadores confían en que el desarrollo de procesos más eficientes y la optimización de los materiales reducirán estos costos con el tiempo.
Por otra parte, empresas como CATL ya comenzaron a producir baterías de sodio y utilizan materiales alternativos, como el blanco de Prusia, que combina sodio, hierro y manganeso, siendo más accesibles económicamente.
Según la investigación, el desarrollo de prototipos funcionales con NaxV2(PO4)3 demuestra que las baterías de sodio pueden competir, e incluso superar, a las de litio en aplicaciones específicas.
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