Descubren la manera de hacer más baratas las baterías de litio

Científicos de la Universidad Estatal de Arizona están fabricando materiales de litio-sodio para abrir el camino a baterías más baratas y aliviar el problema del suministro global de litio.

El litio se está convirtiendo en el nuevo oro, con un uso vertiginoso en baterías de iones de litio en automóviles eléctricos, computadoras y dispositivos portátiles que elevan el precio y afectan el suministro de este metal relativamente raro.

Recientemente, los científicos han analizado la posibilidad de prescindir del litio por completo y, en su lugar, utilizar sodio u otros elementos en baterías de alta calidad. El sodio es más barato y está más disponible (se encuentra en el agua de mar, como cloruro de sodio), pero tiene desventajas, y las baterías de litio siguen siendo las mejores, en términos de brindar la carga concentrada necesaria para alimentar automóviles y dispositivos portátiles.

El estudiante de doctorado Tullio Geraci y la profesora Alexandra Navrotsky están fabricando materiales de litio-sodio y caracterizando sus estructuras, homogeneidad y propiedades termodinámicas.

Estabilidad energética

Los investigadores utilizan una técnica especializada desarrollada y optimizada en el laboratorio Navrotsky (calorimetría de solución de fusión de óxido a alta temperatura) para medir la estabilidad energética de los materiales, mientras que los experimentos de calentamiento determinan su posible descomposición en uso.

Al presentar sus hallazgos en la conferencia de geoquímica Goldschmidt, Tullio Geraci dijo: "Hemos estado mezclando pequeñas cantidades de sodio con litio, probando su estabilidad y luego viendo cómo funciona. Es un proceso paso a paso, y cuando comenzamos por primera vez, la estabilidad no era prometedora; lo primero que necesitamos es ver si la mezcla se mantiene en una forma utilizable. Pero a medida que aumentamos la estabilidad del contenido de sodio mejoró. Hasta ahora, hemos logrado una mezcla del 10% y parece estar bien, todavía es termodinámicamente estable. Creemos que podemos aumentar esto hasta alrededor del 20% antes de que veamos una diferencia significativa en el rendimiento".

Tullio Geraci continuó: "Al principio no estábamos seguros de si estas diluciones de Li/Na se podrían hacer. Sorprendentemente, descubrimos que las diluciones débiles tienden a descomponerse, las soluciones pierden su homogeneidad y la estructura cristalina que es importante para producir una batería. Pero a medida que aumentamos la cantidad de sodio, el material se vuelve más estable.

Una vez que hayamos llegado a la combinación óptima, debemos entregar nuestros hallazgos a los tecnólogos de baterías para producir las primeras baterías de sodio-litio. Creemos que estos son los primeros pasos en el desarrollo de una nueva tecnología de baterías".

Esto representa un trabajo en desarrollo y aún no ha sido revisado por pares, según informa Eureka Alert.