Compartir

Las baterías de iones de sodio mejoradas con grafeno son prometedoras como alternativa de litio barata y efectiva

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington están trabajando en baterías de iones de sodio basadas en grafeno que podrían ofrecer una alternativa menos costosa y viable a las baterías de iones de litio.

Los investigadores utilizaron nanocristales de óxido de estaño apoyados sobre una estructura de grafeno para mejorar enormemente la batería, el equipo explicó que la tecnología también podría usarse en baterías de iones de litio, lo que la hace más atractiva para la fabricación.

En las baterías de sodio, los iones de sodio, en lugar de los iones de litio, viajan hacia adelante y hacia atrás entre el ánodo y el cátodo de la batería para producir electricidad. Las baterías de sodio no pueden contener tanta energía, pero su bajo costo las hace atractivas para sistemas de almacenamiento de energía de mediana a gran escala, como para almacenar energía de la energía solar o parques eólicos. Los fabricantes también están buscando maneras de fabricar baterías de iones de litio y de sodio con un solo tipo de material anódico.

Usar óxido de estaño en el ánodo de una batería le da la posibilidad de almacenar casi tres veces la energía del grafito que se usa normalmente en las baterías, y es fácil de fabricar. Sin embargo, el óxido de estaño se desgasta rápidamente y deja de funcionar. En su estudio, los investigadores pudieron resolver el problema de degradación fabricando nanocristales ultrafinos de dióxido de estaño que estaban estrechamente ligados a una estructura de grafeno tridimensional. Su estructura híbrida era robusta, bien conectada y porosa, lo que permite un mejor transporte de electrones e iones.

Su investigación muestra que el material mejoró enormemente la capacidad de carga y la velocidad de ambos tipos de baterías, y el material híbrido “exhibió un rendimiento electroquímico sobresaliente”, según el equipo. Los investigadores también probaron los materiales en una batería llena.

Los investigadores también trabajaron con científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, que proporcionaron conocimientos sobre materiales de cátodos. La investigación fue financiada por la Universidad Estatal de Washington.

Fuentes:

Sodium battery research could provide cheap, effective lithium alternative

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-017-1756-3