La primera batería sólida de sodio sin ánodo del mundo

• El laboratorio de almacenamiento y conversión de energía de la Prof. Shirley Meng de UChicago crea la primera batería sólida de sodio sin ánodo del mundo: un avance en baterías económicas, limpias y de carga rápida

  • Se desarrolló un nuevo tipo de batería en el laboratorio de la Prof. Y. Shirley Meng
  • Las baterías económicas, de carga rápida y alta capacidad están más cerca para los vehículos eléctricos y el almacenamiento en red

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• La primera batería sólida de sodio sin ánodo del mundo

  • El laboratorio de la profesora Shirley Meng de UChicago Pritzker Molecular Engineering desarrolló la primera batería sólida de sodio sin ánodo del mundo
  • Esta investigación fue una colaboración entre UChicago Pritzker School of Molecular Engineering y el Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering de la University of California San Diego
  • Las baterías económicas, de carga rápida y alta capacidad están más cerca para los vehículos eléctricos y el almacenamiento en red

• Puntos principales del artículo científico

  • Un artículo con el estudiante de doctorado de UC San Diego Grayson Deysher como primer autor fue publicado en Nature Energy
  • La nueva arquitectura de batería de sodio mostró cientos de ciclos estables
  • Al eliminar el ánodo y usar sodio barato y abundante en lugar de litio, se vuelve posible producir baterías más económicas y más amigables con el medio ambiente
  • Gracias a un diseño sólido innovador, la batería es segura y potente

• Sostenibilidad y sodio

  • El litio existe en la corteza terrestre en aproximadamente 20 ppm, mientras que el sodio existe en 20,000 ppm
  • El aumento en la demanda de baterías de iones de litio disparó los precios, alejando aún más las baterías necesarias
  • La extracción de litio es perjudicial para el medio ambiente
  • El sodio puede obtenerse fácilmente del agua de mar y del carbonato de sodio, por lo que es más amigable con el medio ambiente

• Arquitectura innovadora

  • El equipo tuvo que inventar una nueva arquitectura para crear una batería de sodio con la densidad energética de las baterías de litio
  • Las baterías tradicionales tienen un ánodo que almacena iones durante la carga
  • Las baterías sin ánodo eliminan el ánodo y almacenan los iones directamente en el colector de corriente
  • Este enfoque permite un alto voltaje de celda, bajo costo de celda y alta densidad energética, pero también presenta sus propios desafíos

• Sólido que fluye

  • El equipo adoptó un enfoque innovador que usa un electrolito que rodea el colector de corriente
  • Fabricaron el colector de corriente con polvo de aluminio para crear un sólido que puede fluir como un líquido
  • Durante el ensamblaje de la batería, el polvo se compacta a alta presión para mantener un contacto similar al de un líquido con el electrolito

• Perspectivas futuras

  • Aunque las baterías sólidas de sodio se consideraban una tecnología de un futuro lejano, este artículo demuestra que las baterías de sodio realmente pueden funcionar bien
  • La profesora Meng espera que distintas opciones de baterías limpias y económicas puedan almacenar energía renovable y escalar para satisfacer las necesidades de la sociedad
  • La profesora Meng y Deysher presentaron una solicitud de patente a través de la Office of Innovation and Commercialization de UC San Diego

Resumen de GN⁺

• Este artículo trata sobre el desarrollo de la primera batería sólida de sodio sin ánodo del mundo
• Las baterías de sodio son una alternativa prometedora a las baterías de litio porque son más económicas y más amigables con el medio ambiente, además de ser prometedoras para vehículos eléctricos y almacenamiento en red
• Esta tecnología fue posible gracias a un enfoque innovador que mejora la densidad energética y la seguridad de la batería
• Ofrece información interesante y útil para investigadores e ingenieros del área relacionada
• Entre los productos con funciones similares están las baterías convencionales de iones de litio y las tecnologías de baterías de próxima generación

[GN⁺]

Opiniones de Hacker News

• El precio del litio cayó 80% en los últimos 2 años

  • La escasez del litio mencionada en el artículo no coincide con la situación actual
  • La caída del precio del litio podría tener un impacto positivo en la transición hacia energías limpias

• No sé mucho de electricidad, pero para que fluyan los electrones se necesita un ánodo

  • Según Wikipedia, en la primera carga se forma un ánodo metálico

• Se menciona Na4MnCr(PO4)3

  • El cromo es 5 veces más abundante que el litio en la corteza terrestre
  • Las baterías comunes de iones de sodio tienen la ventaja de no usar elementos escasos
  • Hace falta comparar la química de estado sólido con la química convencional

• Se comparte un enlace a la preimpresión del artículo

  • No hay información sobre densidad energética, volumen ni ciclos de recarga

• Debate sobre el impacto ambiental de la extracción de litio

  • El método de bombear agua a la superficie para evaporarla tiene poco impacto ambiental
  • Habría que compararlo con la extracción de sodio

• En baterías, lo importante es la escala y el costo total

  • Aunque los elementos sean más baratos, hay que introducir un producto mejor que lo que existe hoy
  • Es importante si se pueden usar las fábricas y tecnologías de manufactura existentes
  • Es muy probable que las baterías de estado sólido se adopten primero en aviones eléctricos y superdeportivos

• La abundancia y estabilidad del sodio ofrecen un gran potencial para el almacenamiento eléctrico

  • Me gustaría reemplazar por sodio las baterías que tengo en casa

• Espero el primer comentario señalando qué es lo que esta batería en realidad no puede hacer

• Parece que pasan más cosas en el ánodo

  • Me pregunto por qué pasan más cosas en el ánodo que en el electrolito