MIRA LA RESEÑA DE LA PELÍCULA DEL PRÓXIMO EPISODIO

Esta batería del tipo Li/Na–S desarrollada por españoles es más barata y tiene autonomía de récord

Álvaro Escobar

24 ene. 2025 12:33h. – Actualizado: 27 ene. 2025 19:26h.Compartir

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Un equipo de investigadores de la Universidad de Córdoba ha desarrollado una batería de sodio y azufre capaz de cumplir más de 2.000 ciclos de carga y descarga.

En los últimos años, hemos conocido numerosas investigaciones sobre nuevas tecnologías que podrían mejorar los sistemas de almacenamiento de energía en el futuro, a menudo, procedentes de centros e instituciones extranjeros. Esta vez han sido españoles quienes que han desarrollado una nueva batería que podría ser clave para el coche eléctrico.

En colaboración con la Universidad Nacional de San Luis, en Argentina, un equipo de investigadores del Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química, Instituto Químico para La Energía y El Medioambiente (IQUEMA) de la Universidad de Córdoba ha realizado una investigación para desarrollar una nueva tecnología basada en elementos abundantes, económicos y sostenibles.

Publicado en el Journal of Power Sources, el trabajo forma parte del proyecto ‘Transición de Litio al Sodio en baterías de Azufre’ y ha contado con financiación de la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia e Innovación y la Junta de Andalucía.

El equipo, que sustenta la tesis doctoral del investigador Álvaro Bonilla, ha creado una batería de sodio y azufre capaz de cumplir más de 2.000 ciclos de carga y descarga. Por tanto, dudan más que las de litio y, además, están echas con materias más sostenibles.

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Una batería de sodio y azufre más barata y duradera que las de litio

La tecnología de baterías de metal-azufre (Li/Na–S) se considera uno de los sistemas de almacenamiento de energía más prometedores debido a su alta capacidad específica de 1.675 mA h/g (miliamperios-hora por gramo de masa), atribuida al azufre. 

Sin embargo, la rápida degradación de la capacidad, causada principalmente por la disolución del polisulfuro metálico, sigue siendo un desafío significativo antes de las aplicaciones prácticas. 

Este trabajo demuestra, por primera vez, que una estructura orgánica de metal basada en Fe (MIL-100(Fe)) puede estabilizar notablemente el comportamiento electroquímico de los cátodos de azufre en celdas de Metal-S durante un ciclo prolongado. 

¿Qué quiere decir todo esto? Las baterías de iones de litio están compuestas por celdas, en cuyo interior hay muchas pilas con un cátodo (electrodo positivo) y un ánodo (electrodo negativo). 

Ambos están en contacto a través del electrolito, un líquido conductor que permite que la energía pase a través de ellos, creando una reacción química reversible. Precisamente, al ser líquido, ese electrolito se solidifica con el tiempo y lo que provoca que la batería pierda capacidad.

El cátodo y el ánodo contienen metales muy tóxicos y aquí está la clave de la investigación que ha hecho la Universidad cordobesa: el equipo ha sustituido los metales tóxicos del cátodo por azufre, un material abundante, económico y sostenible, con mayor densidad energética. 

Igualmente, ha eliminado el litio en el ánodo y han utilizado sodio, también más abundante y accesible, que proporciona una energía equivalente.

Estructura metálica y orgánica (MOF)

Pero esta nueva batería de sodio y azufre planteaba un importante desafío: el átomo de sodio es más grande que el del litio, lo que dificulta su movimiento durante los procesos de carga y descarga. 

Para solucionarlo, los investigadores cordobeses incorporaron junto al azufre del cátodo una estructura metálica y orgánica (MOF), basada en hierro. De esta manera, el hierro, que es otro metal abundante y económico, ayudó a mejorar el funcionamiento de la batería.

La porosidad de la estructura MOF, unido al uso del hierro, hizo que la batería funcionara durante más de 2.000 ciclos de carga y descarga en ensayos de laboratorio, un rendimiento difícil de alcanzar en este tipo de baterías, según el director de la tesis, Álvaro Caballero.

Caballero explicó que, “en promedio, se estima que una batería de litio utilizada en teléfonos o coches se carga cada tres días, lo que equivale a más de 120 cargas al año”. Por tanto, completar 2.000 ciclos supone una duración estimada de más de 15 años y todo ello utilizando elementos abundantes, económicos y menos tóxicos.

A temperatura ambiente

Otro de los logros del equipo de investigadores ha sido que la nueva batería de sodio y azufre funcione a temperatura ambiente, ya que los sistemas que hay actualmente en el mercado operan a 300 grados.

Todavía quedan algunos retos por superar, como reducir el tiempo de carga de una hora a diez minutos, un objetivo que sigue siendo parte de la investigación en curso y que es fundamental para los vehículos eléctricos.

En cualquier caso, es una gran noticia que hayan sido investigadores españoles los que hayan creado un sistema de almacenamiento de energía que pueda ser una solución en el futuro al principal hándicap del coche eléctrico.

La batería es el corazón del vehículo eléctrico y, si se consigue hacer una batería barata, con una alta densidad energética y con tiempos de carga más rápidos, será más factible una movilidad eléctrica a largo plazo.