El instituto berlinés de baterías BAM desarrollará baterías de sodio en estado sólido

Los investigadores coinciden en que las baterías convencionales de iones de litio pronto alcanzarán sus límites. Esto se debe a que su ánodo, normalmente de grafito, sólo puede almacenar iones de forma limitada. Los ánodos fabricados con litio puro o con el más sostenible y barato sodio ofrecen una alternativa; "Sin embargo, para que funcionen con seguridad, se requiere un electrolito sólido en lugar de uno líquido. Un problema clave en este caso es que pueden producirse pérdidas por contacto y cavidades en la interfaz entre el ánodo sólido y el electrolito sólido, inutilizando la pila", resumen los investigadores del BAM. Una posible solución: un ánodo parcialmente líquido.

"Hemos podido demostrar en un estudio que un ánodo de metal alcalino líquido es cien veces más eficaz que los ánodos de grafito convencionales", explica Gustav Graeber, experto en materiales para baterías de la Universidad Humboldt de Berlín y científico invitado del BAM. "Hasta ahora, sin embargo, esta tecnología sólo puede utilizarse a 250 grados centígrados. Nuestro objetivo es trasladar sus ventajas a la temperatura ambiente". Para lograrlo, el equipo de investigación está experimentando con aditivos de potasio que reducen el punto de fusión del ánodo. El reto aquí es que muchos electrolitos sólidos comunes no son lo suficientemente estables frente al potasio.

Según el equipo del BAM, la solución podría estar en un electrolito sólido especial basado en superconductores iónicos de sodio (NASICON), o Natrium-Superionenleiter, como se les llama en alemán. "Estos materiales ofrecen una elevada conductividad iónica a temperatura ambiente y también son químicamente estables frente al potasio, sobre todo si se mezclan con hafnio. Pero el hafnio es raro y caro". Por ello, en el proyecto NASICON, Graeber y su equipo interdisciplinar de expertos del BAM buscan aditivos alternativos que sean igual de eficaces pero más sostenibles y fáciles de conseguir. Los candidatos más prometedores se están probando directamente en baterías de sodio.

"Nuestro proyecto de investigación es un paso decisivo hacia unas baterías de alto rendimiento más sostenibles, baratas y eficientes", afirma Graeber. "Las baterías de sodio de estado sólido podrían reducir drásticamente los tiempos de carga y mejorar notablemente el rendimiento de los sistemas móviles y fijos de almacenamiento de energía, lo que supondría una importante contribución a la descarbonización."

En una nota similar, BAM, junto con la Universidad Humboldt y el Centro Helmholtz de Berlín, inició recientemente la creación de un "Laboratorio de baterías de Berlín". El laboratorio aunará la experiencia en baterías de los tres institutos y también estará abierto a la industria.

idw-online.de (en alemán)