¿Tecnología de azufre de sodio como reemplazo de las baterías de iones de litio?

Las baterías de iones de litio son actualmente la tecnología elegida para alimentar vehículos eléctricos, pero son demasiado costosas para los sistemas de almacenamiento de energía a escala de red a largo plazo, y el litio es cada vez más difícil de obtener.

Si bien el litio tiene una serie de ventajas, incluida la alta densidad de energía y la capacidad de combinarse con fuentes de energía renovables para permitir el almacenamiento de energía a nivel de red, los precios del carbonato de litio han alcanzado un máximo histórico. Además, muchos países son reacios a permitir la extracción de litio debido a los enormes costos ambientales y el potencial de abusos contra los derechos humanos.

Una nueva investigación realizada en la Universidad de Houston y publicada en Nature Communications sugiere que la tecnología de batería de azufre de sodio de estado sólido a temperatura ambiente es una alternativa viable a la tecnología de batería basada en litio para los sistemas de almacenamiento de energía a nivel de red, ya que los gobiernos y las industrias de todo el mundo están luchando por encontrar opciones de almacenamiento de energía para impulsar la transición de energía limpia.

Yan Yao, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de Cullen, y sus colegas han desarrollado un electrolito homogéneo similar al vidrio que permite el recubrimiento de sodio reversible y el desprendimiento a densidades de corriente más altas de lo que era posible anteriormente.

"La búsqueda de nuevos electrolitos sólidos para baterías de sodio puro debe ser simultáneamente económica, fácil de fabricar y tener una estabilidad mecánica y química increíble", dijo Yao, quien también es investigador principal en el Centro de Supraconductividad de Texas en la Universidad de Houston ( TcSUH). "Hasta ahora, ningún electrolito sólido de sodio podía cumplir los cuatro requisitos al mismo tiempo".

Los investigadores descubrieron un electrolito de vidrio de oxisulfuro novedoso que podría cumplir todos estos criterios simultáneamente. Los electrolitos se prepararon a temperatura ambiente usando una técnica de molienda de bolas de alta energía. "El vidrio de oxisulfuro tiene una microestructura distinta, lo que da como resultado una estructura de vidrio completamente homogénea", dijo Ye Zhang, quien trabaja como investigador asociado en el grupo de Yao. "En la interfaz entre el sodio metálico y el electrolito, el electrolito sólido forma una fase intermedia autopasivante, que es esencial para la deposición y desprendimiento reversibles del sodio".

"Las nuevas estrategias de diseño estructural y de composición presentadas en este trabajo ofrecen un nuevo paradigma en el desarrollo de baterías de sodio de estado sólido seguras, de bajo costo, de alta densidad energética y de larga duración", agregó Zhang.

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