Investigadores chinos desarrollan una batería de sodio-azufre de alto voltaje que podría competir con las baterías de litio.

      Un equipo de investigadores en China acaba de revelar un nuevo diseño de batería de sodio-azufre que podría cambiar radicalmente la ecuación del almacenamiento de energía. Al apostar por la misma química que históricamente ha hecho del azufre un dolor de cabeza para los ingenieros, han logrado construir una celda increíblemente barata de fabricar pero que aun así ofrece una enorme capacidad energética.

      El diseño, que actualmente se está probando en el laboratorio, utiliza ingredientes baratísimos: azufre, sodio, aluminio y un electrolito a base de cloro. En ensayos iniciales, la batería alcanzó densidades de energía superiores a 2.000 vatios-hora por kilogramo — una cifra que deja a los acumuladores de iones de sodio actuales muy atrás e incluso pone en aprietos a las mejores celdas de litio.

      El azufre siempre ha sido la "ballena blanca" de la tecnología de baterías porque teóricamente puede almacenar una enorme cantidad de energía

      ¿El problema? En las baterías estándar de litio-azufre, el azufre tiende a generar subproductos químicos desordenados que ensucian el sistema y acortan la vida útil de la batería. Este nuevo enfoque invierte la fórmula. En lugar de forzar al azufre a aceptar electrones, los investigadores configuraron un sistema en el que el azufre en realidad los dona.

      Unsplash

      Funciona así: la batería usa un cátodo de azufre puro y un simple trozo de papel de aluminio como ánodo. La salsa secreta es el electrolito, que es una mezcla de cloruro de aluminio, sales de sodio y cloro. Cuando descargas la batería, los átomos de azufre en el cátodo ceden electrones y reaccionan con el cloro para formar cloruros de azufre. Mientras tanto, los iones de sodio captan esos electrones y se depositan sobre el papel de aluminio.

      Este baile químico concreto evita los problemas de degradación que suelen afectar a las baterías de azufre. Una capa porosa de carbono mantiene las sustancias reactivas contenidas, y un separador de fibra de vidrio impide que se produzca un cortocircuito. Es una reacción compleja, pero el equipo demostró que funciona de forma fluida y reversible.

      Las cifras de durabilidad aquí son impresionantes

      Las celdas de prueba resistieron 1.400 ciclos de carga y descarga antes de empezar a perder capacidad significativa. Aún más sorprendente es la vida útil en reposo: tras permanecer sin tocar durante más de un año, la batería aún conservaba el 95 por ciento de su carga. Eso es muy importante para proyectos de almacenamiento a largo plazo en los que las baterías pueden estar inactivas durante semanas o meses.

      Unsplash

      Pero el verdadero disruptor es el precio. Según el costo de las materias primas, los investigadores estiman que esta batería podría costar aproximadamente 5 dólares por kilovatio-hora. Para ponerlo en perspectiva, eso es menos de una décima parte del costo de muchas baterías de sodio actuales y mucho más barato que el ion-litio. Si pueden producirla en masa, podría abaratar enormemente el almacenamiento de energía renovable en la red.

      Por supuesto, hay un inconveniente. El electrolito rico en cloro que están utilizando es corrosivo y difícil de manejar de forma segura. Además, estas cifras proceden de pruebas de laboratorio basadas en el peso de los materiales activos, no de una celda comercial completamente empaquetada. Llevar esto del vaso de precipitados a la planta de producción será un enorme desafío de ingeniería.

      Aun así, esta investigación es una llamada de atención contundente. Demuestra que cuando materiales estándar como el litio se vuelven demasiado caros o escasos, ser creativo con una química "no convencional" puede abrir puertas que ni sabíamos que existían.