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| Modelo esquemático que muestra los límites de grano y las formaciones de las interfaces de fase para los ánodos de sulfuro de cobre utilizados en baterías de iones de sodio (Fuente de la imagen: KAIST) |
El mundo sigue buscando alternativas más baratas, más seguras, más duraderas y más potentes a las baterías de iones de lito litio. Las baterías comerciales de iones de litio han existido desde 1991 y han encontrado aplicaciones para todo, desde electrónica personal hasta vehículos eléctricos (VE) y redes eléctricas.
Las baterías de iones de sodio han mostrado cierta promesa - los iones de sodio reemplazan a los iones de litio como portadores de carga dentro de la batería durante la carga y la descarga. El sodio es significativamente más disponible y más barato que el litio. Las baterías de iones de sodio también podrían ser más seguras - pueden agotar completamente su carga durante el envío o el almacenamiento, mientras que las baterías de iones de litio deben mantener aproximadamente el 30% de su carga, proporcionando energía que podría provocar un incendio si las baterías están dañadas de alguna manera.
Las baterías de iones de sodio han mostrado cierta promesa - los iones de sodio reemplazan a los iones de litio como portadores de carga dentro de la batería durante la carga y la descarga. El sodio es significativamente más disponible y más barato que el litio. Las baterías de iones de sodio también podrían ser más seguras - pueden agotar completamente su carga durante el envío o el almacenamiento, mientras que las baterías de iones de litio deben mantener aproximadamente el 30% de su carga, proporcionando energía que podría provocar un incendio si las baterías están dañadas de alguna manera.
\Las baterías comerciales de iones de litio utilizan materiales de tipo intercalación, como el grafito, para servir como materiales de ánodo (electrodo negativo) que almacenan y liberan iones de litio entre planos de átomos de carbono. Pero los ánodos de grafito no han sido viables para el almacenamiento de sodio de alta capacidad debido a su espacio insuficiente entre las capas de átomos de carbono para acomodar los iones de sodio.
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Para construir baterías de iones de sodio viables, se esta buscando materiales que puedan alcanzar mayor capacidad en el ánodo. Desafortunadamente, la mayoría de estos materiales tienen grandes expansiones de volumen y cambios cristalográficos abruptos cuando se incorporan iones de sodio, lo que conduce a una degradación severa de la capacidad.
Un equipo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST, en ingles *) describió en un comunicado de prensa su trabajo utilizando sulfuro de cobre como medio de almacenamiento de ánodo para baterías de iones de sodio. El equipo del profesor Jong Min Yuk confirmó el mecanismo estable de almacenamiento de sodio utilizando sulfuro de cobre que se pulveriza y que induce la recuperación de la capacidad. Según el comunicado de prensa, "Sus hallazgos sugieren que al emplear sulfuro de cobre, las baterías de iones de sodio tendrán una vida útil de más de cinco años con una carga por día. Aún mejor, el sulfuro de cobre, compuesto de abundantes materiales naturales como el cobre y el azufre, tiene una mejor competitividad en cuanto a costos que las baterías de iones de litio, que utilizan litio y cobalto ".
Según Yuk, "las baterías de iones de sodio que emplean sulfuro de cobre pueden mejorar las baterías de iones de sodio, lo que podría contribuir al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía de bajo costo y abordar el problema del micro polvo".
Al igual que con tantos resultados de investigación sobre baterías, parece que la sustitución de las baterías de iones de litio por baterías de iones de sodio comerciales no sucederá pronto, a pesar del optimismo del equipo coreano. Pero el progreso continúa y el incentivo para mejorar las baterías de iones de litio aumenta casi a diario a medida que avanza la electrificación del sistema de transporte y el almacenamiento de baterías para la red eléctrica llegue a su mejor momento.
* KAIST: Korea Advanced Institute of Science and Technology
El editor principal Kevin Clemens ha estado escribiendo sobre temas de energía, automotriz y transporte durante más de 30 años. Tiene maestrías en Ingeniería de Materiales y Educación Ambiental y un doctorado en Ingeniería Mecánica, especializándose en aerodinámica. Ha establecido varios récords mundiales de velocidad terrestre en motocicletas eléctricas que construyó en su taller.
Kevin Clemens in The Battery Show – Novi, MI
Design News
24 Julio 2019
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Para construir baterías de iones de sodio viables, se esta buscando materiales que puedan alcanzar mayor capacidad en el ánodo. Desafortunadamente, la mayoría de estos materiales tienen grandes expansiones de volumen y cambios cristalográficos abruptos cuando se incorporan iones de sodio, lo que conduce a una degradación severa de la capacidad.
Un equipo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST, en ingles *) describió en un comunicado de prensa su trabajo utilizando sulfuro de cobre como medio de almacenamiento de ánodo para baterías de iones de sodio. El equipo del profesor Jong Min Yuk confirmó el mecanismo estable de almacenamiento de sodio utilizando sulfuro de cobre que se pulveriza y que induce la recuperación de la capacidad. Según el comunicado de prensa, "Sus hallazgos sugieren que al emplear sulfuro de cobre, las baterías de iones de sodio tendrán una vida útil de más de cinco años con una carga por día. Aún mejor, el sulfuro de cobre, compuesto de abundantes materiales naturales como el cobre y el azufre, tiene una mejor competitividad en cuanto a costos que las baterías de iones de litio, que utilizan litio y cobalto ".
Según Yuk, "las baterías de iones de sodio que emplean sulfuro de cobre pueden mejorar las baterías de iones de sodio, lo que podría contribuir al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía de bajo costo y abordar el problema del micro polvo".
Al igual que con tantos resultados de investigación sobre baterías, parece que la sustitución de las baterías de iones de litio por baterías de iones de sodio comerciales no sucederá pronto, a pesar del optimismo del equipo coreano. Pero el progreso continúa y el incentivo para mejorar las baterías de iones de litio aumenta casi a diario a medida que avanza la electrificación del sistema de transporte y el almacenamiento de baterías para la red eléctrica llegue a su mejor momento.
* KAIST: Korea Advanced Institute of Science and Technology
El editor principal Kevin Clemens ha estado escribiendo sobre temas de energía, automotriz y transporte durante más de 30 años. Tiene maestrías en Ingeniería de Materiales y Educación Ambiental y un doctorado en Ingeniería Mecánica, especializándose en aerodinámica. Ha establecido varios récords mundiales de velocidad terrestre en motocicletas eléctricas que construyó en su taller.
Kevin Clemens in The Battery Show – Novi, MI
Design News
24 Julio 2019
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