Un material a partir de azufre y linalol, componente principal del aceite de lavanda, puede hacer que las baterías de sodio-azufre sean más potentes y almacenar electricidad de fuentes renovables.
Las baterías de gran tamaño se revelan como una opción para almacenar la electricidad de la energía eólica y fotovoltaica cuando no se necesita. Y las baterías de azufre, en particular las baterías de sodio-azufre, ofrecen varias ventajas sobre las baterías de litio como unidades de almacenamiento estacionarias. Los materiales con los que están hechas son mucho más fáciles de conseguir que el litio y el cobalto, dos componentes esenciales de las baterías de iones de litio. La extracción de estos dos metales también suele dañar el medio ambiente y provocar agitación social y política a nivel local.
Sin embargo, las baterías de sodio-azufre pueden almacenar menos energía en relación con su peso que las baterías de litio y tampoco son tan duraderas. El aceite de lavanda, con su componente principal, el linalool, podría ayudar a prolongar la vida útil de las baterías de sodio y azufre, según informa un equipo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces en la revista Small. “Resulta fascinante diseñar baterías futuras con algo que crece en nuestros jardines”, afirma en un comunicado Paolo Giusto, jefe de grupo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces.
El hecho de que, por lo general, la capacidad de almacenamiento de una batería de sodio y azufre disminuya significativamente después de unos pocos ciclos de carga se debe principalmente a lo que se conoce como “sulfithling”. Los polisulfuros, que se forman en el cátodo, migran al ánodo, reaccionan con él y, en última instancia, provocan el fallo de la batería. Evgeny Senokos, que está desarrollando alternativas a las baterías de litio en el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, está evitando esto ahora encerrando los polisulfuros en una jaula de carbono.
“A partir de linalol y azufre hemos creado un nanomaterial estable y denso, con lo que obtenemos baterías más duraderas y con una mayor densidad energética que las baterías de sodio y azufre actuales», explica Evgeny Senokos.
El linalol y el azufre forman un material nanoestructurado cuyos nanoporos son unas 100.000 veces más estrechos que un cabello humano y atrapan los voluminosos polisulfuros. Sin embargo, durante la carga y descarga de la batería, los pequeños iones de sodio pueden seguir penetrando en los poros o salir de ellos. De este modo, las celdas de batería probadas por el equipo de Potsdam alcanzaron más del 80 por ciento de su capacidad de carga original después de 1.500 ciclos de carga y descarga.
Los nano recipientes de carbono que encierran el azufre no solo aumentan la vida útil de las baterías de sodio y azufre, sino también su capacidad de almacenamiento: como el azufre está fijado en la jaula, está casi completamente disponible para la reacción. El nuevo material catódico puede, por tanto, generar más de 600. “Al observar la naturaleza de forma creativa, encontramos soluciones a muchos de los desafíos que plantea la transición energética”, afirma Paolo Giusto. “Estoy seguro de que nuestro desarrollo atraerá cada vez más atención en el futuro próximo y nos permitirá dar el salto de esta tecnología del laboratorio a la práctica”.
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