Investigadores españoles revelan una batería de sodio y azufre

Investigadores de la Universidad de Córdoba han desarrollado una batería compuesta de sodio y azufre que puede cargarse y descargarse más de 2.000 veces. El azufre ha sustituido a todos los metales tóxicos en el cátodo, mientras que el litio ha sido reemplazado por el sodio en el ánodo.

Este tipo de batería, que combina sodio y azufre, no es nuevo en sí mismo, pero hasta ahora sólo funcionaba a temperaturas de 300 grados. El equipo ha conseguido que la batería funcione a temperatura ambiente. La batería tiene la ventaja evidente de utilizar materiales disponibles en abundancia y de prometer una primera vida útil más larga que las baterías de iones de litio (LIB) convencionales.

Como detalla el artículo publicado, los componentes clave de las LSB incluyen un cátodo formado por un compuesto de azufre y un material huésped de azufre que almacena e inmoviliza los centros redox móviles, un ánodo de litio metálico y un electrolito orgánico. Aunque las LSB ofrecen ventajas considerables en comparación con las LIB, adolecen de inconvenientes.

Intercambiar el litio del ánodo por sodio, más abundante, ha parecido resolver una serie de problemas hasta ahora presentes en las LSB. Sin embargo, esto tiene el problema de que el átomo de sodio es más grande que el de litio, lo que dificulta su desplazamiento al cargar y descargar la batería.

El equipo de investigación resolvió este problema añadiendo al cátodo, junto al azufre, una estructura metalorgánica (MOF) a base de hierro. Gracias a que esta estructura es muy porosa y a las propiedades del átomo de hierro, el equipo consiguió cargar y descargar la batería durante más de 2.000 ciclos mediante pruebas de laboratorio.

El investigador principal, Álvaro Caballero, explica que este número de ciclos es "un rendimiento difícil de alcanzar con baterías de este tipo". Y apunta: "De media, se considera que una batería de litio utilizada en teléfonos o coches se carga cada 3 días, lo que supone más de 120 cargas al año". Los investigadores afirman que su equipo ha conseguido desarrollar una batería que podría, por tanto, funcionar durante más de 15 años.

Aun así, todavía hay que dar muchos pasos, y los investigadores están intentando cargar la batería lo más rápidamente posible, de la hora que se necesita actualmente a diez minutos.

La revolucionaria investigación ha sido realizada por el grupo de Química Inorgánica de la Universidad de Córdoba, base de la tesis doctoral del investigador Álvaro Bonilla. La investigación, publicado en el Journal of Power Sources en Science Direct, se ha realizado en colaboración con la Universidad Nacional de San Luis (Argentina).

La investigación forma parte del proyecto 'Transición del Litio al Sodio en las Baterías de Azufre: Hacia una tecnología basada en elementos abundantes, económicos y sostenibles' financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España.

uco.es (en español)