Más cerca de que el barato sodio sustituya al escaso litio en las pilas

Publicado 20/09/2018 10:47:31CET
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   MADRID, 20 Sep. (EUROPA PRESS) -

   La mayoría de las pilas actuales están compuestas de litio extraído de las montañas de Sudamérica. Si el mundo agota esta fuente, entonces la producción de pilas podría estancarse.

   El sodio es una alternativa muy barata y abundante en la tierra al uso de baterías de iones de litio, aunque también se sabe que es inflamable si se expone al agua, incluso solo al agua presente en el aire.

   Los esfuerzos para hacer que las baterías de iones de sodio sean tan funcionales como las de iones de litio han controlado la tendencia del sodio a explotar, pero aún no se ha resuelto cómo evitar que los iones de sodio se pierdan durante las primeras veces que una batería se carga y descarga. Ahora, los investigadores de la Universidad de Purdue han producido una versión de polvo de sodio que soluciona este problema y mantiene una carga adecuada.

   "Agregar polvo de sodio fabricado durante el procesamiento del electrodo requiere solo pequeñas modificaciones en el proceso de producción de la batería", dijo en un comunicado Vilas Pol, profesor asociado de ingeniería química de Purdue. "Esta es una forma potencial de llevar la tecnología de la batería de iones de sodio a la industria".

El estudio ha sido publicado en el Journal of Power Sources.

   Aunque las baterías de iones de sodio serían físicamente más pesadas que la tecnología de iones de litio, los investigadores han estado investigando las baterías de iones de sodio porque podrían almacenar energía para grandes instalaciones de energía solar y eólica a un menor costo.

   El problema es que los iones de sodio se adhieren al extremo de carbono duro de una batería, llamado ánodo, durante los ciclos de carga iniciales y no se desplazan al extremo del cátodo. Los iones se acumulan en una estructura llamada "interfaz electrolítica sólida".

   "Normalmente, la interfaz de electrolito sólido es buena porque protege las partículas de carbono del electrolito ácido de la batería, donde se realiza la electricidad", dijo Pol. "Pero una gran parte de la interfaz consume los iones de sodio que necesitamos para cargar la batería".

   Los investigadores de Purdue propusieron usar sodio como un polvo, que proporciona la cantidad requerida de sodio para la interfaz electrolítica sólida para proteger el carbono, pero no se acumula de manera que consuma iones de sodio.

   Minimizaron la exposición del sodio a la humedad que lo haría arder haciendo polvo de sodio en una caja llena de gas argón. Para hacer el polvo, usaron un ultrasonido, la misma herramienta que se utiliza para controlar el desarrollo de un feto, para fundir trozos de sodio en un líquido morado lechoso. El líquido luego se enfrió en un polvo y se suspendió en una solución de hexano para dispersar uniformemente las partículas de polvo.

   Tan solo unas gotas de este nuevo compuesto en los electrodos de ánodo o cátodo durante su fabricación permiten que una batería de iones de sodio se cargue y descargue con más estabilidad y con mayor capacidad, los requisitos mínimos para una batería funcional.