La llegada al mercado de cada vez más productos eléctricos, como coches o motocicletas, ha propiciado una demanda creciente de mejores alternativas de rendimiento en relación a las baterías.
Actualmente, la batería de litio representa la opción más utilizada, sin embargo, las preocupaciones radican en el suministro mundial de este elemento químico, por lo que contar con nuevas soluciones de energía para los dispositivos actuales siempre es una buena noticia.
Ahora, los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados Unidos, han encontrado pruebas suficientes para asegurar que las baterías a base de sodio y potasio son una alternativa prometedora a las baterías de litio. Matthew McDowell, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica de Georgia, y autor principal del estudio, dijo con motivo de la presentación:
Uno de los mayores desafíos para las baterías de iones de sodio y potasio ha sido a decaer y degradarse más rápidamente y contienen menos energía que las alternativas, pero hemos descubierto que esto no siempre es así.
El estudio, publicado el pasado 19 de junio en la revista Joule, analizó como tres iones distintos, litio, sodio y potasio, reaccionaban con partículas de hierro sulfuro, también conocido como pirita.
A medida que las baterías se cargan y descargan, los iones reaccionan de forma constante, penetrando las partículas que conforman el electrodo de la batería. Este proceso de reacción ocasiona considerables cambios de volumen en las partículas del electrodo, constantemente dividiéndolo en pequeños trozos.
Ahora bien, el hecho de que los iones de potasio y sodio son más grandes que los del litio, se cree que propician una degradación más significativa cuando reaccionan con partículas. En sus experimentos, los investigadores encontraron que el sulfuro de hierro era más estable durante la reacción con el sodio y el potasio que con el litio, lo que da una señal de que una batería a base de sodio o potasio podría tener una duración más larga de lo esperado.
A pesar de que los expertos afirman que queda mucho por investigar, consideran que esta investigación contribuirá con los científicos como herramienta para diseñar sistemas de baterías que utilicen este tipo de materiales, ya que, a pesar de que no tienen más densidad que el litio, son más abundantes en la corteza terrestre.
Referencia: “Avoiding Fracture in a Conversion Battery Material through Reaction with Larger Ions,” (Joule, June 2018). DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.05.015