El principal ingrediente del agua de mar está revolucionando la tecnología de baterías para vehículos eléctricos

La nueva química de la batería de iones de sodio ha surgido como un material de cátodo que podría ofrecer la misma densidad de energía que las baterías de iones de litio actuales, pero sin impactos ambientales negativos. Al mismo tiempo, se aliviarían las preocupaciones sobre la disponibilidad a largo plazo y los costos se reducirían significativamente.

Esta tecnología se está probando en la Universidad Tecnológica de Schalmers en Gotemburgo y utiliza un nuevo tipo de grafeno para almacenar uno de los iones más abundantes y baratos: el sodio. Dado que es el ingrediente principal del agua de mar y las especias que espolvoreamos sobre patatas fritas, pescado, ensaladas …, que tampoco es caro, la necesidad de metales raros no aptos para el medio ambiente se reducirá notablemente.

Mucho antes de que las baterías de iones de litio se volvieran “convencionales”, y mucho antes de que surgieran como una solución para los coches eléctricos (sostenibilidad problemática), se buscó una alternativa a la tecnología de plomo-ácido, que se había utilizado desde el siglo XIX. Las baterías de plomo-ácido están limitadas por su densidad de energía relativamente baja, lo que impide su aplicabilidad a los coches eléctricos modernos. A fines de la década de 1970, este tipo de batería fue rechazada en gran medida por los fabricantes de automóviles, que comenzaron a explorar las posibilidades en el campo de las baterías de alta energía.

Una de las soluciones llegó en forma de azufre sódico, que BMW probó a finales de la década de 1980. Estas baterías, desarrolladas por Asea Brown Boverija, se probaron en la serie 3, para alcanzar finalmente una capacidad de 22 kWh. Animado por su potencial, BMW desarrolló un cuerpo de plástico ligero E1 y una batería de 200 kilogramos le dio 320 kilómetros de autonomía. Luego, en 1993, los bávaros cambiaron a una batería “Zebra” de cloruro de sodio-níquel para E2, y más tarde la batería de níquel-cadmio estuvo nuevamente en la Serie 3. Finalmente, el proyecto Mini E utilizó una batería de iones de litio de 35 kWh.

Al igual que las celdas de iones de litio, los ánodos de las baterías de iones de sodio están basados ​​en grafito. En ambos tipos de baterías, los iones se intercalan con el grafito, lo que significa que se implementan en su estructura, que consta de capas apiladas de grafeno. Los iones de sodio son más grandes que los iones de litio y no se pueden almacenar de manera eficiente en una estructura de grafito. Como resultado, las baterías de iones de sodio hasta ahora no han podido igualar 10 veces la capacidad de sus equivalentes de iones de litio.

Para corregir esto, los científicos agregaron un espaciador molecular a cada lado de la capa de grafeno, para crear espacio adicional entre ellos. Este espacio adicional permite que los iones de sodio se muevan más fácilmente y salgan de la estructura de grafito, lo que a su vez proporciona a la batería una capacidad mucho mayor. Las capas de grafeno suelen ser idénticas en ambos lados en términos de química, por lo que los científicos llamaron a esta versión “Jano”, en honor a la deidad romana con dos caras, el dios de todos los nuevos comienzos.

Aunque la investigación aún se encuentra en una etapa temprana, esta solución aún está lejos de la aplicación en serie masiva, pero la tecnología ha demostrado ser completamente reversible (que es la capacidad básica de la batería para cargarse y descargarse por completo), y también muestra una alto nivel de estabilidad cíclica, lo que significa que se puede cargar y descargar cientos de veces sin perder rendimiento.

Neumáticos calientes


Source: Vrele gume by vrelegume.rs.

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