El sodio desafía a las baterías de litio
La start-up californiana Unigrid ha anunciado un importante avance en las baterías de iones de sodio: sus celdas basadas en la química del óxido de cromo y sodio (NCO) han superado con éxito el programa de evaluación técnica del fabricante surcoreano Hyundai. Las pruebas se centraron sobre todo en la seguridad, un ámbito en el que las baterías de iones de litio de uso extendido aún presentan un problema notable.
Las baterías de iones de litio se utilizan en teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y centrales eléctricas. Sin embargo, si sufren daños, se sobrecalientan o presentan un defecto de fabricación, puede iniciarse una fuga térmica: un rápido aumento de la temperatura que puede provocar un incendio. La propagación térmica supone un peligro especial: se produce cuando el fuego pasa de una celda de la batería a las adyacentes.
Según Unigrid, las celdas NCO de iones de sodio no se incendiaron durante las pruebas de Hyundai y no se detectó propagación térmica entre baterías. Tras un funcionamiento cíclico continuo y prolongado, las baterías mostraron una pérdida mínima de capacidad. Además, siguieron funcionando en un rango de temperaturas de -20 a +60 °C. Las pruebas abarcaron un número limitado de escenarios y no demuestran que la tecnología esté lista para sustituir a todas las baterías actuales, pero el resultado confirma con fuerza su potencial.
La principal diferencia de las baterías de iones de sodio está en su nombre: entre el electrodo positivo, el cátodo, y el negativo, el ánodo, se desplazan iones de sodio en lugar de litio. Ambas tecnologías se conocen desde hace aproximadamente el mismo tiempo, pero el sistema de iones de litio tomó la delantera gracias a su mayor densidad energética: puede almacenar más energía con un tamaño y peso comparables.
El sodio tiene otra ventaja: es mucho más abundante y accesible que el litio. Esto puede reducir la dependencia de unas reservas limitadas de materias primas y abaratar los materiales. Por ahora, sin embargo, el coste total de las baterías de iones de sodio sigue siendo superior al de las de iones de litio.
El principal punto débil de la tecnología de iones de sodio sigue siendo la densidad energética. Por eso, actualmente se considera especialmente prometedora para sistemas estacionarios de almacenamiento eléctrico y algunos tipos de transporte sensibles al precio, pero menos adecuada para dispositivos compactos como teléfonos inteligentes y tabletas.
En un futuro próximo, probablemente coexistirán las baterías de iones de sodio y las de iones de litio. CATL, el mayor fabricante de baterías del mundo, podría dar un impulso adicional al sector. Según informó Nature, la empresa prevé iniciar la producción en serie de baterías de iones de sodio antes de finales de 2026 y afirma haber firmado acuerdos con un fabricante de automóviles y un proveedor de estaciones de almacenamiento de energía para redes eléctricas.
CATL utiliza otra variante química: Prussian white, o «blanco de Prusia». Su producción podría ser más barata y su escalado más sencillo, además de ofrecer una vida útil mayor; aun así, persisten las dudas sobre su densidad energética.
Los investigadores siguen buscando combinaciones de materiales y composiciones químicas más eficaces. Entre las ideas que se barajan está prescindir de materiales anódicos fijos, para acercar el funcionamiento de las baterías recargables al de las pilas de un solo uso. La evolución de la tecnología también dependerá de la situación de la economía mundial y de la creciente demanda de electricidad de los centros de datos de inteligencia artificial.
El investigador Abu Faizal Abdul Salam y sus colegas consideran que las baterías de iones de sodio son una alternativa convincente a los sistemas de iones de litio, sobre todo para el almacenamiento estacionario de energía y el transporte, donde el bajo coste es importante. A su juicio, para su adopción comercial hacen falta más estudios sobre materiales, métodos de ensayo uniformes y pruebas de la tecnología en condiciones reales.
PEREC.RU
El artículo repasa los avances de las baterías de iones de sodio y las pruebas del desarrollo de la start-up californiana Unigrid. Sus baterías basadas en óxido de cromo y sodio (NCO) superaron el programa de evaluación técnica de Hyundai, que examinó la seguridad, la resistencia al funcionamiento prolongado y el rango de temperaturas.
El resultado clave es que durante las pruebas no hubo incendios ni propagación térmica entre celdas adyacentes. Es importante porque las baterías de iones de litio pueden sufrir una fuga térmica si se dañan o se sobrecalientan: la temperatura sube rápidamente y el fuego puede extenderse a otras celdas. Unigrid también informó de una pérdida mínima de capacidad tras un funcionamiento cíclico prolongado. Las baterías mantuvieron sus prestaciones entre -20 y +60 °C. Aun así, las pruebas se realizaron en un número limitado de escenarios y no demuestran que la tecnología esté plenamente preparada para cualquier aplicación.
Las baterías de iones de sodio utilizan iones de sodio que se desplazan entre el cátodo y el ánodo, mientras que los sistemas de iones de litio emplean iones de litio. La principal ventaja de la tecnología de iones de litio sigue siendo su mayor densidad energética. El sodio, por su parte, es mucho más abundante y podría ser más accesible, lo que reduciría la dependencia de las reservas limitadas de litio y facilitaría el suministro de materias primas. Sin embargo, actualmente la fabricación de baterías de iones de sodio resulta más cara en conjunto.
Debido a su menor densidad energética, la tecnología de iones de sodio parece por ahora más adecuada para el almacenamiento estacionario de electricidad y algunas aplicaciones de transporte que para teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos compactos. A corto plazo, se espera que ambas químicas coexistan; no que el sodio sustituya de inmediato al litio.
CATL, el mayor fabricante de baterías, ha anunciado que planea iniciar la producción en serie de baterías de iones de sodio antes de finales de 2026. La empresa afirma haber firmado acuerdos con un fabricante de automóviles y un proveedor de estaciones de almacenamiento de energía para redes eléctricas. Sus baterías utilizarán la química Prussian white, que podría ser más barata, más fácil de escalar y ofrecer una vida útil prolongada, aunque también plantea dudas sobre su densidad energética.
La investigación continúa: los especialistas estudian nuevas combinaciones de materiales y la posibilidad de crear baterías sin un ánodo fijo. La economía mundial y el creciente consumo eléctrico de los centros de datos de inteligencia artificial podrían influir en el desarrollo de esta tecnología. Según los autores de la revisión, Abu Faizal Abdul Salam y sus colegas, las baterías de iones de sodio son una alternativa convincente a los sistemas de iones de litio para el almacenamiento estacionario y el transporte, donde el coste es especialmente importante. Para su comercialización hacen falta más estudios, métodos de ensayo normalizados y pruebas en condiciones reales.
