Un avance prometedor para el despliegue de las baterías de sodio-ion 🔋

Unos químicos del CNRS han sintetizado y estudiado nuevas composiciones de materiales para electrodos positivos de baterías de sodio-ion que constituyen una alternativa sostenible a las baterías de litio-ion. Estos nuevos electrodos presentan una mayor densidad energética. Un avance publicado en la revista Nature Materials.


Ante la creciente demanda de sistemas de almacenamiento de energía, las baterías de litio-ion, muy eficientes, se han vuelto indispensables en el mercado. Sin embargo, su impacto ambiental y la distribución desigual de los recursos de litio generan inquietudes. Sus primas, las baterías de sodio-ion (Na-ion), parecen ser una alternativa prometedora gracias a la abundancia y distribución más homogénea del sodio.

Los diferentes materiales potenciales para electrodos son objeto de numerosas investigaciones para mejorar su rendimiento, densidades de potencia y de energía. En particular, los materiales del tipo NaSICON (por "sodium super ionic conductor"), compuestos de sodio, vanadio y fosfato, despiertan un gran interés como materiales para electrodos positivos, ya que poseen una estructura cristalina particularmente robusta.

Un equipo internacional de científicos, en colaboración con la empresa TIAMAT, ha publicado recientemente en la revista Nature Materials el descubrimiento de un nuevo compuesto con mayor densidad energética dentro de la familia NaSICON. Para ello, sintetizaron y aislaron químicamente nuevas fases aún no exploradas, con la fórmula general Na_xV₂(PO₄)₃ y valores de x comprendidos entre 1,5 y 2,5. Estos compuestos se obtuvieron a través de un método de síntesis innovador en fase sólida a una temperatura moderada de 500°C.

A diferencia de los materiales estándar, estas nuevas composiciones presentan mecanismos de extracción/inserción de sodio en una sola fase, lo que asegura una variación continua de la tensión durante su uso. Esto se traduce en un aumento del 15 % en la densidad energética teórica, pasando de 396 Wh/kg a 458 Wh/kg.

Estos descubrimientos, publicados en la revista Nature Materials, abren el camino hacia electrodos más eficientes y baterías más efectivas, capaces de competir con las tecnologías actuales al mismo tiempo que son más respetuosas con el medio ambiente. Esto permite imaginar un campo ampliado de aplicaciones para las baterías de sodio-ion, reforzando su potencial como sustituto sostenible de las baterías de litio.

Redactor: AVR

Referencia:
Obtaining V₂(PO₄)₃ by sodium extraction from single-phase Na_xV₂(PO₄)₃ (1 < x < 3) positive electrode materials
Sunkyu Park, Ziliang Wang, Kriti Choudhary, Jean-Noël Chotard, Dany Carlier, François Fauth, Pieremanuele Canepa, Laurence Croguennec & Christian Masquelier.
Nature Materials 2024
https://doi.org/10.1038/s41563-024-02023-7