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Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka han desarrollado un proceso de síntesis en masa para sulfuros que contienen sodio. La síntesis en masa de electrolitos con alta conductividad y formabilidad es clave para el uso práctico de baterías de sodio sólidas, consideradas más seguras que las baterías de iones de litio y menos costosas, ya que el sodio es mucho más abundante que el litio.
El informe que discute los resultados del descubrimiento ha sido publicado en la revista Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry. Los investigadores desarrollaron un proceso que puede llevar a una síntesis en masa que produce electrolitos sólidos de sulfuro con la mayor conductividad iónica de sodio reportada en el mundo y electrolitos vítreos con alta formabilidad.
Material sintetizado para baterías de sodio sólidas. El electrolito sólido sintetizado de sulfuro Na2.88Sb0.88W0.12S4 posee la mayor conductividad iónica de sodio reportada en el mundo. Crédito de la imagen: Atsushi Sakuda, Universidad Metropolitana de Osaka. Haz clic aquí para ver la imagen más grande en la página de comunicados de prensa.
La búsqueda de energía más verde también requiere baterías recargables eficientes para almacenar esa energía.
Aunque las baterías de iones de litio son las más utilizadas actualmente, las baterías de sodio sólidas están atrayendo la atención debido a que el sodio es mucho más abundante que el litio. Se espera que las baterías de sodio sean menos costosas, y se cree que las baterías de estado sólido son más seguras, pero problemas de procesamiento han dificultado la producción en masa.
El Profesor Asociado de la Universidad Metropolitana de Osaka, Atsushi Sakuda, y el Profesor Akitoshi Hayashi, ambos de la Escuela de Graduados de Ingeniería, lideraron un equipo de investigación en el desarrollo de un proceso que puede conducir a una síntesis en masa para sulfuros que contienen sodio.
Utilizando polisulfuros de sodio (sulfuros con dos o más átomos de azufre) tanto como material como flujo, que promueve la fusión, el equipo creó un electrolito sólido de sulfuro con la mayor conductividad iónica de sodio reportada en el mundo, aproximadamente 10 veces mayor de lo requerido para uso práctico, y un electrolito vítreo con alta resistencia a la reducción.
La síntesis en masa de tales electrolitos con alta conductividad y formabilidad es clave para el uso práctico de las baterías de sodio sólidas.
El Profesor Sakuda comentó: "Este proceso recién desarrollado es útil para la producción de casi todos los materiales que contienen sulfuros de sodio, incluidos los electrolitos sólidos y los materiales activos de electrodos. Además, en comparación con los métodos convencionales, este proceso facilita la obtención de materiales que muestran un mayor rendimiento, por lo que creemos que se convertirá en un proceso dominante para el desarrollo futuro de materiales para las baterías de sodio sólidas."
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Si este avance logra llevar la química de las baterías de sodio a la producción en masa, representará un cambio radical en los costos para muchos de los dispositivos electrónicos populares. Esto se debe a que la batería es un componente de costo importante en muchos dispositivos, especialmente en los de menor costo.
Esperemos que esta tecnología acerque la tecnología de sodio al mercado masivo.
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Por Brian Westenhaus vía New Energy and Fuel
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