Almacenar energía de fuentes limpias y renovables en baterías sin litio

A pesar de que el rendimiento de las baterías de iones de litio ha mejorado en las últimas décadas y son usadas a escala mundial, el uso de este metal se enfrenta a un grave problema de disponibilidad: todo apunta a que la demanda de baterías se disparará en las próximas décadas, y no habrá litio suficiente. Tengamos en cuenta que cada vehículo eléctrico equivale a unas 7.000 baterías de teléfonos móviles.

Por ello, la carrera científica por sustituir al litio se puso en marcha hace ya varios años y en este contexto se sitúa el proyecto NABASTAT, una iniciativa que busca mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las baterías empleando para ello uno de los elementos más abundantes del planeta y con propiedades interesantes para almacenar energía: el sodio.

El proyecto integra a la Universidad de Córdoba (UCO) y a la de Alicante, ambas en España, así como a la empresa PowerElectronics España.

Hasta la fecha, el equipo del proyecto ha conseguido desarrollar dos estrategias para eliminar en los cátodos (los electrodos positivos de la batería), dos metales catalogados como críticos por la Unión Europea debido a su mayor escasez, distribución irregular y problemas de extracción: el níquel y el cobalto. En su lugar, el proyecto ha planteado el uso de hierro, un metal de transición próximo a los anteriores, que podría reducir el precio y mejorar la sostenibilidad de las baterías manteniendo comportamientos parecidos.

Más allá de esto, el proyecto de investigación también está trabajando en el diseño de un ánodo (el polo negativo de la batería) más sostenible. Tal y como explica el catedrático de Química Inorgánica y coordinador del proyecto en la UCO José Luis Tirado, los ánodos suelen obtenerse a partir a partir de pirólisis (calentamiento a altas temperaturas en ausencia de oxígeno) de compuestos orgánicos puros que tienen un precio elevado. Frente a ello, el proyecto propone obtener estos compuestos a partir de desechos biológicos mediante un procedimiento sencillo de tratamiento con ácido, lo que permitiría no solo abaratar el proceso sino también dar un valor añadido a estos desechos.

No basta con generar electricidad de fuentes limpias como la energía eólica o la solar; hay que almacenar parte de ella en baterías que sean sostenibles y comercialmente viables. (Foto: Amazings / NCYT)

Los planes de explotación de la tecnología seleccionada serán evaluados por PowerElectronics España, una empresa extendida internacionalmente en el campo del almacenamiento de energía eléctrica. Los resultados podrían tener distintas aplicaciones, especialmente en el ámbito de las energías renovables, "ya que no necesitan baterías de enorme energía por unidad de masa o volumen pero sí grandes cantidades de materiales activos, lo que pone en compromiso al litio", subraya Tirado.

El proyecto se llama "Electrolitos y electrodos innovadores para una nueva generación de baterías de sodio para aplicaciones estacionarias"', fue seleccionado para su financiación por la Unión Europea en la convocatoria de 2021. Posee una duración de tres años, prorrogables a partir de diciembre de 2024. (Fuente: UCO)