Baterías de sodio fabricadas con caparazones de cangrejo, cuando ecología y economía van de la mano

Poco a poco, las baterías de sodio van ganando relevancia en la escena internacional. Esta materia prima, mucho más abundante, asequible y fácil de extraer que el omnipresente litio, abre la puerta al desarrollo de celdas mucho más económicas. Por este motivo, gigantes como BYD o CATL están invirtiendo ingentes recursos en su desarrollo.

Aunque su densidad energética es inferior, las baterías de sodio cuentan con varias ventajas que las convierten en una opción muy interesante para vehículos eléctricos low-cost y sistemas de almacenamiento energético: disfrutan de un rendimiento en climas fríos muy superior, y ofrecen tasas de carga/descarga mucho más elevadas.

En los últimos tiempos, las investigaciones relativas a esta tecnología se han multiplicado. El mejor ejemplo lo encontramos en los avances publicados por un equipo de científicos liderado por Yun Chen, de la Shandong Academy of Medical Sciences, que ha explorado la posibilidad de utilizar caparazones de cangrejo en este tipo de baterías.

Los iones de sodio son más grandes que los de litio, motivo por el que no se pueden utilizar los típicos ánodos de grafito. Sin embargo, el «carbono duro» extraído de los restos de estos crustáceos puede emplearse como electrodo en combinación con materiales semiconductores metálicos como el sulfuro de estaño o sulfuro de hierro.

Las baterías de sodio irán ganando peso en los próximos años

El equipo de investigadores calentó los desechos de caparazones de cangrejo a 700 °C durante dos horas en un ambiente libre de oxígeno y luego los purificó con ácido clorhídrico. Tras lavar y secar la sustancia durante la noche a 120 °C, se obtuvo el llamado «carbono de cangrejo», cuya estructura porosa proporciona una gran superficie, lo que mejora la conductividad.

Durante las pruebas, los científicos pudieron comprobar que ambos ánodos soportan al menos 200 ciclos de carga/descarga. Las capacidades de las baterías en las que se utilizaron son descritas como equivalentes a las de otras baterías experimentales de sodio; con todo, en el informe no se hace referencia a una hipotética llegada a producción, lo que nos lleva a pensar que el desarrollo aún se encuentra en sus etapas primigenias y todavía deben evaluarse aspectos como su viabilidad a escala industrial.

«El carbono procedente de biomasa tiene ventajas como fibras porosas de bajo coste y un gran área superficial, lo que puede mejorar en gran medida la conductividad del compuesto. Esta investigación proporciona una ruta eficiente para utilizar materias primas de desecho y bajo coste para construir baterías de sodio con una alta energía específica«.

Fuente | ACS Omega