¿Alternativa real? Desarrollamos una batería de bajo costo que tiene cuatro veces más capacidad que una de litio

El pasado 7 de diciembre, un grupo de investigadores de la Universidad de Sídney publicó una nueva investigación con la que aseguran haber desarrollado un nuevo tipo de batería de bajo costo que presenta cuatro veces más capacidad que una de litio. Esta, se encuentra fabricada con sodio-azufre y además de su alta capacidad, también garantiza una vida útil ultralarga. Así surge como una alternativa superior a las baterías tradicionales, que se distinguen por sus cortos ciclos de vida.

Si bien, las baterías de sodio-azufre (Na-S) no son nuevas y existen hacen más de medio siglo, lo cierto es que el equipo de investigación dirigido por Shenlong Zhao de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Sídney, desarrolló un nuevo enfoque que asegura una alta capacidad energética, lo que ayudaría a prescindir de las baterías de iones de litio de toda la vida. Lo mejor de todo, es que es mucho más barata de producir.

Investigadores crean una batería barata con más capacidad que el litio

Un grupo de investigadores de la Universidad de Sídney, específicamente de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular, publicó un nuevo estudio que propone el uso de otros tipos de baterías para prescindir de las de iones de litio. Se trata de un tipo de batería que se fabricó con azufre de sodio, una clase de sal fundida que se puede procesar a partir del agua de mar.

Entre los mejores hallazgos de este estudio, se encuentra la idoneidad de producir nuevas baterías de bajo costo en comparación con el de iones de litio. Básicamente, porque los expertos utilizan un proceso de pirólisis simple y electrodos a base de carbono que elevan la reversibilidad de las reacciones entre el azufre y el sodio. Por supuesto, gracias a que se trata de una solución de almacenamiento que se fabrica empleando recursos abundantes como el sodio (el cual, se puede procesar mediante el agua de mar).

El ingrediente clave de la batería de sodio-azufre (Na-S) es un tipo de sal fundida que puede obtenerse del agua de mar, de la cual la Tierra dispone en abundancia. Así, su producción es mucho más barata que la de las baterías de iones de litio.

Ahora bien, el hecho de poder aprovechar el agua salada proveniente del mar, no solo permite fabricar baterías por un menor coste, sino que también garantiza una mayor seguridad energética de forma más amplia. Lo cual, podría ayudar a que más países en el mundo se sumen al cambio hacia la descarbonización, de manera asequible.

“Cuando el sol no brilla y la brisa no sopla, necesitamos soluciones de almacenamiento de alta calidad que no cuesten un ojo de la cara y sean fácilmente accesibles a nivel local o regional. Esperamos que proporcionando una tecnología que reduzca los costes podamos alcanzar antes un horizonte de energía limpia. No hace falta decirlo, pero cuanto antes descarbonicemos, más posibilidades tendremos de frenar el calentamiento”.

Shenlong Zhao, experto de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Sídney y director del estudio.

Por si fuera poco, los investigadores también aseguran que su nueva batería de bajo costo posee cuatro veces más la capacidad de energía de las baterías de iones de litio. Específicamente, la batería de Na-S desarrollada por el equipo de Shenlong Zhao se ha diseñado para proveer una solución de alto rendimiento a los sistemas de almacenamiento de energía renovable a gran escala (como las redes eléctricas, por ejemplo).

Aparte de que se trata de una batería barata con más capacidad que el litio porque es más densa energéticamente, la misma también resulta menos tóxica. En efecto, se considera una alternativa mucho más atractiva que las baterías tradicionales, las cuales son más caras de fabricar, menos idóneas en términos de capacidad energética, más difíciles de reciclar y con un menor tiempo de vida útil.

“Nuestra batería de sodio puede reducir drásticamente los costes y cuadruplicar la capacidad de almacenamiento. Se trata de un avance significativo para el desarrollo de las energías renovables que, aunque reducen los costes a largo plazo, han tenido varias barreras financieras de entrada”.

Shenlong Zhao, experto de la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Sídney y director del estudio.

¿Por qué todavía no hemos encontrado una alternativa al litio para las baterías?

Aunque las baterías de sodio-azufre existen desde hace más de medio siglo, su uso generalizado se ha visto limitado por diferentes razones. Sin embargo, se cataloga como una de las mejores alternativas para las baterías de iones de litio e incluso, existen otras soluciones comprobadas científicamente. No obstante, nadie las ha implementado hasta ahora.

De allí, surge una gran duda: ¿Por qué aún no se ha encontrado una verdadera alternativa para poder reemplazar al litio para las baterías? La principal razón de esto, es que surgieron como un recurso efectivo a las baterías antiguas, por presenta una densidad de potencia más alta, tener una mayor duración y ser más ligeras. Además, por su naturaleza, tanto su producción como refinamiento resulta más sencillo, en comparación con el que requieren otros materiales.

En efecto, todos la adoptaron como la mejor opción, a pesar de que presenta ciertos riesgos. El más alarmante de todos, es el peligro inherente que radica en la cantidad de energía que albergan, lo cual podría provocar cortocircuitos y hasta llegar a la combustión, por usos inadecuados o factores externos. Sin embargo, esto no es todo, la producción de baterías de iones de litio eleva la contaminación del suelo, la cual puede llegar a la cadena alimenticia por su absorción por las plantas, su movilidad en las aguas superficiales y subterráneas.

Las baterías de litio son volátiles. Si se dañan o se perforan, pueden incendiarse o incluso, explotar.

Es por ello que, es momento de tomar consciencia. Para muchos expertos, el 2023 debería ser un año que permita prescindir del litio para aprovechar otros elementos en la fabricación de baterías, lo que ayudaría a disminuir la contaminación ambiental, reducir costes y proporcionar mejores soluciones. Además, señalan que el litio se esta acabando y si no se emplean otras opciones, el mundo podría sufrir escasez de este componente en 2025, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE).