Un grupo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, ha presentado una nueva idea para fabricar materiales de electrodos de alto rendimiento para baterías de sodio. Para ello, utilizan un nuevo tipo de grafeno que es el encargado de almacenar el sodio. Los resultados demostraron que se puede llegar a igualar a las baterías de iones de litio que se usan en la actualidad.
El litio es un material que funciona muy bien para almacenar energía, pero es muy costoso y existen a día de hoy preocupaciones sobre su suministro a largo plazo y los problemas que puede causar en el medio ambiente.
El sodio, una alternativa al litio
Sin embargo, el sodio es un material mucho más barato y eso lo convierte en un material atractivo para usarlo a la hora de producir baterías.
Actualmente las baterías de iones de sodio no pueden competir con las de litio ya que existe un material limitante que es el grafito. Los iones se intercalan en él, por lo que pueden entrar y salir y almacenarse para el uso de energía.
Los iones de sodio son de mayor tamaño que los de litio e interactúan de modo distinto. Esto provoca que no se puedan almacenar de forma eficiente en la estructura de grafito. Es por ello que los investigadores han estado buscando algún método para resolver esto.
Para solucionar esto, se agregó un espaciador de moléculas en un lado de la capa de grafeno. Esto hace que cuando se apilan las capas, la molécula crea un espacio más grande entre el grafeno y da un punto de interacción que provoca que haya una capacidad mayor.
Un gran aumento de la capacidad de la batería
La capacidad de intercalación de sodio en grafito es de unos 35 miliamperios hora por gramo, pero con el nuevo grafeno se consiguió una capacidad de 332 miliamperios hora por gramo.
Por tanto, se consiguió una capacidad mucho más para intercalar iones de sodio. Aunque por el momento son solo las primeras pruebas, la investigación resulta prometedora y puede ayudar en el desarrollo futuro de baterías.
Un dato curioso de este nuevo grafeno es que le llaman grafeno Janus en honor al dios romano de dos caras Jano, ya que este tipo de grafeno tiene una funcionalización química asimétrica en caras opuestas.
Este material aún está lejos de usarse en diferentes aplicaciones industriales, pero los resultados dejan ver que diseñar láminas de grafeno muy delgadas es posible para generar un mayor almacenamiento de energía.
Por tanto, esta nueva investigación podría ser la primera piedra para producir en el futuro baterías de iones de sodio de alta capacidad.
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