Los investigadores han desarrollado un nuevo la tecnología que podría permitir que las baterías de litio sean reemplazadas por alternativas más sostenibles.
Un equipo del Imperial College de Londres ha creado una tecnología que podría permitir la transición de una batería de iones de litio a una de iones de sodio. Al preparar carbonos a partir de lignina, un subproducto de desecho de la industria del papel, los investigadores mejoraron la densidad energética, la sostenibilidad y la seguridad de las baterías de iones de sodio.
Reemplazo de baterías de iones de litio
Las baterías de iones de litio se usan comúnmente en muchos dispositivos eléctricos, pero los recursos globales de litio están disminuyendo rápidamente y las operaciones mineras crean una gran huella de carbono. Las baterías de iones de sodio podrían ofrecer una alternativa sostenible que, si se optimiza, podría utilizarse en vehículos eléctricos. Sin embargo, los modelos actuales aún tienen que igualar la capacidad energética del litio y presentan algunos riesgos de seguridad.
La clave para mejorar la capacidad energética de las baterías radica en el material y el diseño de los ánodos, que proporcionan la función de almacenamiento de energía. A pesar de su capacidad teórica ultra alta, se ha necesitado más investigación para desbloquear el potencial de las baterías fabricadas con ánodos metálicos de sodio y abordar los riesgos que plantea la naturaleza altamente reactiva de este material.
El Grupo Titirici en el Departamento de Ingeniería Química ha asumido este desafío y ha desarrollado una solución al reemplazar los metales a granel en las baterías de sodio con esteras de carbón derivadas de lignina depositadas con sodio.
Es emocionante ver nuevas oportunidades para la utilización de lignina en el sector de las baterías y su potencial para desarrollar nuevas tecnologías basadas en sodio, que podrían revolucionar el sector de los vehículos eléctricos al crear baterías de alto rendimiento, seguras y más sostenibles.
Telas de hilado
En este estudio, las esteras de lignina se produjeron mediante un proceso conocido como "electrohilado" en el que las fibras de lignina se hilan de manera similar a cómo las arañas tejen sus telas en la naturaleza. Luego, las fibras se carbonizaron para producir numerosos defectos en la estructura del material. Estos defectos apoyan una deposición uniforme y estable de sodio metálico, el elemento responsable del almacenamiento de energía, lo que resulta en una mayor capacidad energética.
Al combinar sodio metálico con carbono a base de lignina especialmente diseñado, se retienen y utilizan los beneficios de la capacidad energética, mientras que se reducen los riesgos de seguridad asociados con la acumulación de dendrita, que provoca un cortocircuito en las baterías.
El proceso también requiere menos calor para carbonizar la lignina que otros métodos, lo que reduce aún más la huella de carbono del proceso de fabricación.
Próximos pasos
Las baterías de iones de sodio se han mostrado inmensamente prometedoras en el campo de la energía, pero su limitada capacidad energética ha restringido hasta ahora su absorción generalizada. Esta nueva tecnología podría permitirles reemplazar Litio baterías a una escala mucho más amplia de lo que es posible actualmente y se pueden utilizar en productos tan grandes como los vehículos eléctricos.
El equipo ahora continuará afinando la tecnología, experimentando con diferentes tipos de células y realizando más experimentos.
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