Las baterías de sodio-metal son una de las opciones de almacenamiento de energía de alta densidad y bajo coste más prometedoras para la próxima generación. Pero este tipo de tecnología para las baterías ha tenido siempre un problema, y es que la creación de dendritas se produce de forma descontrolada. Y esto, como ya sabemos, no solo significa una rápida degradación prematura de la batería, con una pérdida de capacidad de almacenamiento energético, sino que además implica un problema de seguridad porque se producen cortocircuitos. Sin embargo, han encontrado la solución en las algas marinas.
Aprovechando un trabajo anterior de la Universidad de Bristol, y como fruto de la colaboración entre el Imperial College y el University College Londo, un grupo de investigadores ha encontrado la solución al desarrollo de las baterías de sodio-metal. Una solución que, efectivamente, permitirá seguir trabajando sobre este tipo de baterías porque, como detallan en su estudio, publicado en Advanced Materials, logra que este tipo de baterías no sufran problemas de dendritas como había ocurrido ahora. Y que por tanto, no sufran de la rápida y prematura degradación que habían venido arrastrando, y los correspondientes severos problemas de seguridad por la posibilidad de cortocircuito. Y todo, curiosamente, gracias a un nuevo separado construido a partir de nanomateriales de celulosa derivado de algas marinas marrones.
Las algas marinas salvan las baterías de sodio-metal impidiendo la producción de dendritas y su degradación prematura
Según describen en el desarrollo de esta investigación, las fibras que contienen estos nanomateriales derivados de las algas marinas no solo evitan que los cristales de los electrodos de sodio puedan penetrar en la batería de metal-sodio, sino que además consiguen mejorar el rendimiento de este tipo de baterías de una forma significativa. Recuerdan que el separador de una celda es una de las partes funcionales de la batería que, efectivamente, la divide entre los extremos positivo y negativo y permite el libre transporte de la carga. Y han conseguido un separador fuerte que no se perfora por las estructuras metálicas de sodio.
Pero no solo es un separador que le da a las baterías de sodio-metal la resistencia que necesitaban, y que por tanto consigue la estabilidad y seguridad que no tenía este tipo de química de celda. Además, también consigue una mayor capacidad de almacenamiento energético y una mayor eficiencia, así como una mayor vida útil para las baterías. Algo que, por cierto, es fundamental para que este tipo de baterías se puedan utilizar en ‘el mundo real’ en dispositivos electrónicos de consumo y, por supuesto, también en coches eléctricos.
Uno de los investigadores cuenta que se ha podido apreciar perfectamente que la construcción con nanomateriales ha permitido fortalecer los materiales del separador de las baterías de sodio-metal. Y con ello mejora la capacidad de los investigadores para avanzar hacia las baterías a base de este tipo de química. Es fundamental dar este tipo de pasos porque, como explican, permitirá que en el futuro el mercado no tenga que depender de materiales escasos como es el caso del litio. Que además suelen extraerse de manera poco ética y que requieren de grandes cantidades de recursos naturales, como el agua, para su extracción.
Este desarrollo sobre las baterías de sodio-metal demuestra, una vez más, que en el futuro podremos disponer de nuevos tipos de baterías mucho más ecológicas no solo para dispositivos de electrónica de consumo y coches eléctricos. También para sistemas de almacenamiento energético doméstico a gran escala, que es un mercado que todavía está por explotar. Durante los próximos años será crítico que existan más opciones que las baterías de iones de litio que ya se usan a día de hoy porque, además, así también se podrá evitar la dependencia de mercados concretos.
