Baterías de ion sodio. Ánodo de estibina y grafeno

Ayer mismo hablábamos sobre las baterías de ion sodio con la excusa de un nuevo material que puede solventar los retos de esta tecnología relacionados con el ánodo. A pesar de tratarse de algo muy revolucionario que tardará en comercializarse lo cierto es que la investigación también avanza en este tipo de tecnología con intención de popularizarse entre los aparatos electrónicos de uso diario, entre los que se incluyen los coches eléctricos.

Desde la Universidad de Jerusalem nos llega otra noticia, tal vez más realista, en este sentido. Se trata de un nuevo ánodo que está casi listo para su comercialización. Yissum, la empresa afiliada a esta universidad y que se encarga de la comercialización y marketing de sus descubrimientos, asegura disponer de un material que empleado como ánodo en baterías de ion sodio otorga a estas de una gran capacidad y una excelente ciclabilidad en comparación con lo obtenido hasta el momento en este tipo de química.

El descubrimiento de este material para el ánodo es un trabajo conjunto del Centro para la Nanociencia y Nanotecnología del departamento de química aplicada de universidad hebrea en Casali, la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur y la Academia de Ciencia Rusa en Moscu. Igual que en el artículo de ayer nos encontramos con un compuesto de grafeno y un sulfuro del grupo VA, como hablábamos en la entrada anterior, siendo en este caso antimonio.

El sulfuro de antimonio es un mineral conocido como estibina o antimonita, un material escaso y que sitúa la mayoría de su producción en China. Por lo que cambiamos un material difícil de obtener por uno muy difícil de obtener. No parece de primera mano una alternativa tan interesante si tenemos en cuenta que además se trata de un compuesto con cierta toxicidad.

Pero las ventajas están ahí y Yissum está buscando una empresa interesada en su comercialización. El ánodo de grafeno y nanoparticulas de estibina llega a dar una capacidad de 730 mAh/g (duplicando la del grafito en las baterías de ion litio) y admite ciclos de carga de hasta 6C ( recargas en tan solo 10 minutos) con una buena recuperación gracias a la gran movilidad que tienen los átomos de sodio entre las nanoparticulas de estibina. El grafeno, como en anteriores ocasiones, asegura una buena conductividad y proporciona una estructura de sujeción para las nanoparticulas.

Por el momento estas baterías de ion sodio son solo un prototipo que alcanzan una energía específica de 80 Wh/kg y una retención del 95% después de 50 ciclos. Aun queda mucho por mejorar, pero por la capacidad del ánodo esperan que con una optimización adecuada puedan superar en capacidad a las actuales baterías de ion litio, permitiendo cargas de tan solo 10 minutos y no depender del litio.

Esos son los puntos fuertes de esta tecnología, poder triplicar la capacidad del ánodo y el uso de sodio en vez de litio. Mientas que cargas a 6C ya están al alcance de algunas baterías de ion litio (como son las de titanato de litio) las pegas de esta tecnología son uso de estibina, por su coste y toxicidad. En cualquier caso es interesante disponer de alternativas.

Fuente | Nature