Los estudios sobre baterías sin litio están ganando interés debido a preocupaciones sobre la disponibilidad de recursos de litio, así como problemas relacionados con la seguridad y el medio ambiente. Aquí hay algunos enfoques alternativos que se están investigando:
Baterías de estado sólido: Utilizan electrolitos sólidos en lugar de los líquidos que se encuentran en las baterías de ion de litio convencionales. Estas baterías pueden ser más seguras y tener una mayor densidad de energía.
Baterías de flujo: Almacenan energía en soluciones líquidas en lugar de materiales sólidos. Las baterías de flujo pueden ser particularmente útiles para aplicaciones de almacenamiento a gran escala, como en redes eléctricas inteligentes o sistemas de energía renovable.
Baterías de zinc-aire: Utilizan zinc y oxígeno del aire como materiales activos. Son potencialmente más seguras y más baratas que las baterías de ion de litio, y tienen una alta densidad de energía.
Baterías de sodio: Usan sodio en lugar de litio como material de almacenamiento de energía. El sodio es abundante y barato, lo que hace que estas baterías sean más accesibles y sostenibles a largo plazo.
Baterías de magnesio: Utilizan magnesio en lugar de litio, lo que también puede ayudar a resolver problemas de disponibilidad de recursos y reducir costos.
Baterías de litio-azufre: Emplean azufre en lugar de cobalto u otros metales pesados en sus cátodos. Las baterías de litio-azufre tienen el potencial de ser más baratas y tener una mayor densidad de energía que las baterías de litio convencionales.
Baterías de grafeno: El grafeno, una forma de carbono, se está investigando para su uso en baterías debido a su alta conductividad eléctrica y su capacidad para almacenar energía.
Estos son solo algunos ejemplos de alternativas a las baterías de ion de litio que se están investigando activamente en la actualidad. Cada uno tiene sus propias ventajas y desafíos técnicos que deben superarse antes de que puedan comercializarse a gran escala.
En las baterías de estado sólido, el electrolito sólido puede estar compuesto por diferentes materiales, como polímeros conductores de iones, cerámicas o compuestos de vidrio. Estos electrolitos sólidos pueden ser diseñados para ser más seguros y menos propensos a la degradación que los electrolitos líquidos utilizados en las baterías de ion litio tradicionales.
Además, algunas investigaciones están explorando la posibilidad de utilizar materiales diferentes al litio en las baterías de estado sólido, como sodio, calcio o magnesio, lo que podría ayudar a reducir la dependencia del litio en la fabricación de baterías. Esto también podría contribuir a abordar preocupaciones sobre la disponibilidad y el costo de los materiales de litio en el futuro. Sin embargo, aún se están realizando investigaciones y desarrollos para mejorar la tecnología y hacerla comercialmente viable a gran escala.
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Luces y sombras de las baterías de sodio
Hasta el momento, este tipo de baterías han mostrado una densidad de energía inferior en comparación con las baterías de iones de litio, lo que se traduce en una mayor carga de peso para almacenar la misma cantidad de energía. A pesar de este desafío, fabricantes de baterías líderes como NorthVolt en Suecia y la alianza entre BYD y Huaihai en China están intensificando sus esfuerzos para superar esta limitación.
El pasado noviembre, BYD anunció la construcción de su primera gigafábrica de baterías de iones de sodio en Xuzhou, provincia de Jiangsu. Con una capacidad de 30 GWh anuales y una inversión de 1 284 millones de euros, se prevé que BYD se convierta en el principal proveedor mundial de baterías de sodio para microcoches.
Una característica destacada de las baterías de iones de sodio es su capacidad para ser descargadas por completo y almacenadas o transportadas en este estado sin degradación, lo cual añade versatilidad a su implementación en aplicaciones de movilidad. A diferencia de las baterías de iones de litio, que pueden dañarse de forma irreversible en una descarga completa, esta característica simplificaría toda la logística de transporte de las baterías, la haría más segura y reduciría más el coste de su comercialización.
Sin embargo, la adopción generalizada de las baterías de iones de sodio enfrenta desafíos importantes. Los costes de componentes como el separador y el electrolito pueden ser considerablemente más altos, lo que podría resultar en un aumento significativo en el coste total de la batería.
Además, a diferencia del litio, la capacidad del sodio para cargarse y descargarse puede disminuir rápidamente durante la vida útil de la batería. Por eso es importante remarcar la necesidad de más investigación para abordar los aspectos técnicos que permitan la implantación efectiva de esta tecnología emergente.