15/01/2018 - Nuevos materiales para la próxima generación de baterías

Menéame

Una investigadora del Departamento de Química Inorgánica de la UPV/EHU Paula Sánchez Fontecoba ha estudiado nuevos materiales anódicos para las baterías de sodio ion y ha sintetizado un nuevo polímero que podría comportarse tanto como ánodo así como de aglutinante.

El constante aumento del consumo de energía, principalmente basado en combustibles fósiles, está causando serios problemas medioambientales. La alternativa podría ser la utilización de fuentes de energía renovables, pero su intermitencia dificulta su uso, por lo que son cada vez más necesarios los dispositivos de almacenamiento eléctrico. Los sistemas de almacenamiento electroquímico en general, y las baterías en particular, se presentan como la mejor solución a ese inconveniente. “Desde su comercialización, las baterías de litio ion (Li-ion) han sido la tecnología predominante en el mercado. Sin embargo, las baterías de sodio ion (Na-ion) se han convertido en una alternativa a la tecnología de Li-ion para aplicaciones estacionarias en las que el peso del dispositivo no es de gran importancia debido al menor coste del sodio con respecto al litio, a su mayor abundancia y a su distribución más homogénea”, afirma Paula Sánchez, autora del estudio.

A pesar de que el sodio presenta propiedades químicas similares a las del litio, la tecnología de Li-ion no es directamente transferible. Por ello es necesaria la búsqueda de nuevos materiales compatibles para las baterías de sodio. La investigación de la UPV/EHU se ha centrado en concreto en los materiales anódicos para ese tipo de baterías.

Un novedoso material dos en uno

Por un lado, en este trabajo se han desarrollado los materiales hard carbons derivados de la lignina, un biopolímero no comestible presente en las plantas. Para la síntesis de estos materiales se ha aislado lignina a partir del licor negro, un desecho de la industria papelera. La optimización de la síntesis se ha orientado a la mejora de las propiedades electroquímicas de los carbones a través de la mejora de su pureza. Para ello se han empleado varias técnicas de caracterización con el objetivo de correlacionar las propiedades físico-químicas de los materiales de carbón y sus propiedades electroquímicas. Y es que, según Sánchez, dado el bajo coste de su precursor, su facilidad de síntesis, no toxicidad y relativamente alta capacidad de almacenamiento de la electricidad, “los hard carbons se han perfilado como materiales anódicos prometedores para baterías de sodio ion”.

Se han desarrollado, asimismo, unos materiales anódicos poliméricos de bajo coste, que se sintetizan fácilmente y son seguros. Además, poseen la gran ventaja que pueden ser utilizados como un aglutinante. “Cuando se elabora una batería a nivel industrial, se requiere que el electrodo tenga buenas propiedades mecánicas. Para ello, normalmente se le añade un aglutinante que es necesario, pero a su vez contribuye en el peso de la batería y eso hace que la densidad energética de la batería sea más baja”, explica Sánchez. Por ello, en todo momento se intenta disminuir al máximo ese contenido. En este trabajo “hemos conseguido desarrollar un material novedoso, un polímero aglutinante, que aunque genere cierto peso en la batería también es capaz de insertar los iones de sodio, es decir también funciona como ánodo, de tal manera que, el exceso de peso queda parcialmente paliado por la capacidad extra que proporciona el novedoso polímero”, añade Paula Sánchez.

A la vista de los resultados obtenidos, la investigadora añade que “gran parte de la comunidad científica está ahora dedicada al estudio de las baterías de ion sodio que podrán competir en un corto espacio de tiempo con las ya comercializadas de litio ion para aplicaciones estacionarias”.

Información complementaria

Esta investigación se ha llevado a cabo en el marco de la tesis doctoral de Paula Sánchez Fontecoba (Barakaldo, 1987), titulada Advanced anode materials for sodium ion batteries y dirigida por Dr. Teófilo Rojo, director científico de CIC Energigune y catedrático del Departamento de Química Inorgánica de la UPV/EHU, y Dra. Elizabeth Castillo, investigadora postdoctoral en la Universidad de Cambridge.

__________________

UPV/EHU

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) ha presentado el 11 de noviembre de 2026, durante la COP31 celebrada en Antalya, un informe sobre el papel de la economía circular y el uso eficiente de los recursos en la descarbonización. El trabajo, realizado a petición de la Presidencia turca de la cumbre climática, examina cómo las decisiones de diseño industrial,...

La AIE anuncia el lanzamiento de Global Observatory on Energy Sector Resilience, una plataforma destinada a reunir datos y análisis sobre la exposición de las infraestructuras energéticas a peligros naturales y amenazas deliberadas, acaba de ser presentada . Su objetivo es ofrecer a gobiernos, operadores e industria información con la que priorizar medidas de prevención, planificación y recuperación del suministro....

El Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos acaba de publicar el informe «Diez claves técnicas y diez propuestas preliminares tras el accidente de Urda», elaborado por un comité de seguimiento constituido por la institución el 28 de octubre. Su propósito es plantear mejoras para la seguridad del sistema ferroviario español y explicar algunos de sus elementos técnicos a...

La aplicación de inteligencia artificial generativa a la ingeniería de presas será el tema de una jornada técnica organizada por el Comité Nacional Español de Grandes Presas (SPANCOLD), en colaboración con el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos y el Ministerio para la Transición Ecológica. La convocatoria se desarrollará el 9 de diciembre estará centrada en fundamentos, posibles...

El Campus de Alcoy de la Universitat Politècnica de València (UPV) ha comunicado el reconocimiento de EcoCavi, una propuesta emprendedora que plantea transformar residuos textiles en materiales de acondicionamiento acústico. La iniciativa, impulsada por Irene Coral Carrión y Pablo Villalba Moral, obtuvo el primer premio en Innovación Tecnológica dentro de la categoría de Proyecto Empresarial del Concurso Emprendedor Universitario 2K26,...