Producidas a partir de hielo y celulosa, nuevas baterías de iones de sodio y potasio se vuelven prometedoras, con una capacidad de retención de energía de más del 83%

Para Resolver Algunos Empecillos Iniciales, Científicos Utilizaron Técnica Con Hielo y Celulosa En El Desarrollo De Esta Batería De Sodio y Potasio

Se creó un nuevo modelo de baterías de iones de sodio y potasio por investigadores de la Universidad de Bristol, en Inglaterra, el cual podrá sustituir las celdas de litio en el futuro. Los investigadores desarrollaron una técnica de modelado a base de hielo y celulosa que promete hacer que la fabricación de este modelo de almacenamiento de energía sea más sostenible y menos perjudicial para el medio ambiente.

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Sin embargo, anteriormente, no lograron obtener un resultado satisfactorio debido al tamaño mayor de los iones de sodio y potasio, que no tienen facilidad para moverse de manera eficiente en los electrodos porosos de carbono utilizados en la producción de baterías convencionales, comprometiendo su capacidad de recarga a lo largo del tiempo.

El coautor del estudio, el profesor de Ingeniería de Materiales Steve Eichhorn, dice: “Otro problema asociado a estas baterías es que no pueden ser fácilmente desechadas al final de su vida útil, ya que utilizan materiales que no son sostenibles. Además, el costo de producción es un factor a tener en cuenta, ya que el objetivo es proporcionar fuentes más económicas para almacenar energía”.

Solución A Partir De Hielo Y Celulosa

A fin de minimizar los problemas de la nueva batería de sodio y potasio, los científicos produjeron nuevos materiales para los electrodos de carbono basados en un proceso de modelado de hielo, que poseen nanocristales de celulosa que constituyen una estructura porosa con cristales de hielo sublimados.

Pudieron, a partir de este enfoque, crear grandes canales en el interior de la estructura del dispositivo que pueden llevar los iones más grandes de sodio y potasio sin causar una pérdida considerable en su capacidad de recargar la batería, aunque después de alrededor de dos mil ciclos de carga y descarga.

“Propusimos una nueva estrategia controlable de modelado de hielo para fabricar nanocristales de celulosa de bajo costo. Estos aerogeles de carbono, derivados de óxido de polietileno, poseen canales jerárquicamente adaptados y alineados verticalmente, pudiendo ser ajustados según la necesidad”, reitera Jing Wang, autor del estudio y estudiante de Ingeniería de Materiales.

Rendimiento Prometedor De Las Baterías De Iones De Sodio Y Potasio

Los aerogeles de carbono, alineados de forma vertical y dopados con oxígeno en vías, jerárquicamente adecuados, pueden ser sintetizados como ánodos más competentes en las baterías de sodio y potasio, con capacidad reversible de aproximadamente 300 mAh por gramo de material, además del mantenimiento de energía de más del 83% en estado común de uso.

De acuerdo con los investigadores, el funcionamiento de estas baterías de iones de sodio y potasio es superior a diversos otros métodos que utilizan materiales de origen sostenible en el intento de sustituir las celdas de iones de litio por otro material. Además, presenta otra ventaja: la tecnología puede ser utilizada en la producción de la próxima generación de baterías de sodio y potasio a escala industrial.

“Esperamos que este descubrimiento pueda ser fácilmente extendido a una variedad de otros sistemas de retención de energía, como zinc, calcio, aluminio y magnesio, pudiendo ser utilizado en la producción de vehículos eléctricos más sostenibles y en redes de almacenamiento más eficientes en el futuro”, complementa el profesor Steve Eichhorn para concluir.