Madrid. La tecnología de baterías de azufre y sodio de estado sólido a temperatura ambiente es una alternativa viable a la de litio para sistemas de almacenamiento de energía a nivel de red.

Es lo que sugiere una nueva investigación realizada en la Universidad de Houston y publicada en Nature Communications, que responde a la búsqueda de opciones de almacenamiento de energía para impulsar la transición hacia la energía limpia.

Las baterías de iones de litio son ahora la tecnología preferida para alimentar vehículos eléctricos, pero son demasiado costosas para los sistemas de almacenamiento de energía a escala de red de larga duración, y el acceso a ese elemento químico en sí es cada vez más difícil.

Si bien tiene muchas ventajas (alta densidad de energía y capacidad para combinarse con fuentes renovables para respaldar el almacenamiento de energía a nivel de red), los precios del carbonato de litio están en su punto más alto. Los cuellos de botella en la cadena de suministro relacionados con la pandemia, el conflicto entre Rusia y Ucrania y el aumento de la demanda de las empresas contribuyen al aumento de los costos. Además, muchos gobiernos dudan en dar luz verde a las minas debido a las consecuencias ambientales y el potencial de violaciones de los derechos humanos.

En la nueva investigación, Yan Yao, profesor de ingeniería eléctrica e informática y sus colegas desarrollaron un electrolito vítreo homogéneo que permite el recubrimiento y pelado de sodio reversible a una densidad de corriente mayor que la que era posible anteriormente.

“La búsqueda de nuevos electrolitos sólidos para baterías de sodio totalmente sólidas debe ser de bajo costo, fácil de fabricar y tener una estabilidad mecánica y química increíble”, explicó en un comunicado Yao, quien también es investigador principal del Centro de Superconductividad de Texas en la Universidad de Houston.

“Hasta la fecha, ningún electrolito sólido de sodio ha sido capaz de cumplir estos cuatro requisitos al mismo tiempo”, precisó.

Proceso de molienda

Los investigadores encontraron una nueva forma de electrolito de vidrio de oxisulfuro que tiene el potencial de satisfacer todos estos requisitos al mismo tiempo. Se utilizó un proceso de molienda de bolas de alta energía para crear los electrolitos a temperatura ambiente.

“El vidrio de oxisulfuro tiene una microestructura distinta, lo que da como resultado una estructura de vidrio completamente homogénea”, destacó Ye Zhang, quien trabaja como investigador asociado en el grupo de Yao. “En la interfaz entre el metal de sodio y el electrolito, el sólido forma una interfase autopasivante que es esencial para el revestimiento y la eliminación reversibles del sodio”.

Ha resultado difícil lograr un revestimiento y decapado estables de sodio metálico utilizando un electrolito de sulfuro.