Nueva baterÃa de iones de sodio capaz de cargarse en segundos
CientÃficos de Corea del Sur han desarrollado una baterÃa hÃbrida de iones de sodio de alta energÃa y potencia capaz de cargarse rápidamente, en cuestión de segundos.
El sodio (Na), que es más de 500 veces más abundante que el litio (Li), ha atraÃdo recientemente una atención significativa por su potencial en las tecnologÃas de baterÃas de iones de sodio. Sin embargo, las baterÃas de iones de sodio existentes enfrentan limitaciones fundamentales, incluida una menor producción de energÃa, propiedades de almacenamiento limitadas y tiempos de carga más prolongados, lo que requiere el desarrollo de materiales de almacenamiento de energÃa de próxima generación.
En la nueva investigación, un equipo del Departamento de Ciencia e IngenierÃa de Materiales del KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) presenta un innovador sistema hÃbrido de almacenamiento de energÃa que integra materiales anódicos normalmente utilizados en baterÃas con cátodos adecuados para supercondensadores. Esta combinación permite que el dispositivo alcance altas capacidades de almacenamiento y velocidades de carga y descarga rápidas, lo que lo posiciona como una alternativa viable de próxima generación a las baterÃas de iones de litio.
Sin embargo, el desarrollo de una baterÃa hÃbrida con alta energÃa y alta densidad de potencia requiere una mejora en la lenta tasa de almacenamiento de energÃa de los ánodos de tipo baterÃa, asà como la mejora de la capacidad relativamente baja de los materiales catódicos de tipo supercondensador.
Para tener en cuenta esto, el equipo del profesor Jeung Ku Kang utilizó dos estructuras organometálicas distintas para la sÃntesis optimizada de baterÃas hÃbridas. Este enfoque condujo al desarrollo de un material anódico con una cinética mejorada mediante la inclusión de materiales activos finos en carbono poroso derivado de estructuras organometálicas, informa el KAIST.
Además, se sintetizó un material catódico de alta capacidad, y la combinación de los materiales del cátodo y del ánodo permitió el desarrollo de un sistema de almacenamiento de iones de sodio que optimiza el equilibrio y minimiza las disparidades en las tasas de almacenamiento de energÃa entre los electrodos.
La celda completa ensamblada, incluidos el ánodo y el cátodo recientemente desarrollados, forma un dispositivo hÃbrido de almacenamiento de energÃa de iones de sodio de alto rendimiento. Este dispositivo supera la densidad de energÃa de las baterÃas comerciales de iones de litio y exhibe las caracterÃsticas de la densidad de potencia de los supercondensadores. Se espera que sea adecuado para aplicaciones de carga rápida que van desde vehÃculos eléctricos hasta dispositivos electrónicos inteligentes y tecnologÃas aeroespaciales.
El profesor Kang señaló que el dispositivo hÃbrido de almacenamiento de energÃa de iones de sodio, capaz de cargarse rápidamente y alcanzar una densidad de energÃa de 247 Wh/kg y una densidad de potencia de 34.748 W/kg, representa un gran avance para superar las limitaciones actuales de los sistemas de almacenamiento de energÃa. Anticipa aplicaciones más amplias en diversos dispositivos electrónicos, incluidos los vehÃculos eléctricos.
