Corea del Sud desenvolupa una bateria d’ions de sodi capaç de carregar-se en segons

Científics de Corea del Sud han desenvolupat una bateria híbrida d’ions de sodi d’alta energia i potència capaç de carregar-se ràpidament, en qüestió de segons. El sodi (Na), que és més de 500 vegades més abundant que el liti (Li), ha atret recentment una atenció significativa pel seu potencial en les tecnologies de bateries d’ions de sodi. Tanmateix, les bateries d’ions de sodi existents enfronten limitacions fonamentals, inclosa una menor producció d’energia, propietats d’emmagatzemament limitades i temps de càrrega més prolongats, el que requereix el desenvolupament de materials d’emmagatzemament d’energia de pròxima generació. En la nova investigació, un equip del Departament de Ciència i Enginyeria de Materials del KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) presenta un innovador sistema híbrid d’emmagatzemament d’energia que integra materials anòdics normalment utilitzats en bateries amb càtodes adequats per a supercondensadors. Aquesta combinació permet que el dispositiu assoleixi altes capacitats d’emmagatzemament i velocitats de càrrega i descàrrega ràpides, la qual cosa el posiciona com una alternativa viable de pròxima generació a les bateries d’ions de liti.

Tanmateix, el desenvolupament d’una bateria híbrida amb alta energia i alta densitat de potència requereix una millora en la lenta taxa d’emmagatzemament d’energia dels ànodes de tipus bateria, així com la millora de la capacitat relativament baixa dels materials catòdics de tipus supercondensador. Per tenir en compte això, l’equip del professor Jeung Ku Kang va utilitzar dos estructures organometàl·liques diferents per a la síntesi optimitzada de bateries híbrides. Aquest enfocament va conduir al desenvolupament d’un material anòdic amb una cinètica millorada mitjançant la inclusió de materials actius fins en carboni porós derivat d’estructures organometàl·liques, informa el KAIST.

A més, es va sintetitzar un material catòdic d’alta capacitat, i la combinació dels materials del càtode i de l’ànode va permetre el desenvolupament d’un sistema d’emmagatzematge d’ions de sodi que optimitzen l’equilibri i minimitzen les disparitats en les taxes d’emmagatzemament d’energia entre els elèctrodes. La cel·la completa acoblada, inclosos l’ànode i el càtode recentment desenvolupats, forma un dispositiu híbrid d’emmagatzemament d’energia d’ions de sodi d’alt rendiment. Aquest dispositiu supera la densitat d’energia de les bateries comercials d’ions de liti i exhibeix les característiques de la densitat de potència dels supercondensadors. S’espera que sigui adequat per a aplicacions de càrrega ràpida que van des de vehicles elèctrics fins dispositius electrònics intel·ligents i tecnologies aeroespacials. El professor Kang va assenyalar que el dispositiu híbrid d’emmagatzemament d’energia d’ions de sodi, capaç de carregar-se ràpidament i assolir una densitat d’energia de 247 Wh/kg i una densitat de potència de 34.748 W/KG, representa un gran avenç per superar les limitacions actuals dels sistemes d’emmagatzematge d’energia. Anticipa aplicacions més àmplies en diversos dispositius electrònics, inclosos els vehicles elèctrics.