Baterías de sodio - ¿una solución prometedora?
La empresa CATL - Contemporary Amperex Technology Co. Ltd (china) está apostando por este metal alcalino (Na) en una nueva solución de baterías. Este tipo de baterías prometen una densidad energética similar a las LFP (de cátodo - electrodo positivo - de litio),
un coste inferior en producción, redundando en un precio de venta menor, y ofrecerán
una vida útil muy superior a las de litio. Además de esto, el sodio presenta una
mayor estabilidad térmica, lo que significa que
soportarán mayor potencia de carga y mantenerla un mayor tiempo, lo que
permitirá cargarlas en menos tiempo. Según las estimaciones de la empresa china,
estas baterías se podrían cargar de 0% al 80% en 15 min (la mitad de tiempo que lo que tardan las 4680 de Tesla y Panasonic).
Las baterías de sodio podrían soportar 3.000 ciclos de carga-descarga sin una degradación elevada, lo que les dota de una
vida útil más larga que las baterías de Níquel-Cadmio-Manganeso (NCM), las NCA (Níquel-Cadmio-Aluminio), y hasta incluso las LFP.
La empresa china promete que los EVs
podrán alcanzar 1 millón y medio de kms recorridos antes de que la batería empiece a perder una autonomía considerable. ¿Creíble?.
Ver el archivo adjunto 50304
Los costes de estas baterías no se han fijado todavía, se estima que tengan un
precio que pueda acercarse a los 73 euros por kWh, que podría bajarse hasta los 40 euros por kWh si se industrializa su producción. Sería mucho más barato que una batería de las que se fabrican hoy en día.
Veremos si realmente supone un avance este tipo de baterías. China tiene previsto electrificar su parque de coches, vendiendo coches EVs económicos, utilitarios, por debajo de los 7.000 €.
Por otro lado, ya se viene desarrollando una tecnología desde hace años, y que por fin va a llegar al mercado de la mano de la
empresa australiana Altech Chemicals, junto con
German Battery Institute. Esta colaboración será la encargada de concluir un proyecto de 100 MWh para
las baterías de estado sólido de sodio y alúmina a través de Altech Batteries. En concreto, esta tecnología utiliza
alúmina de alta pureza para el electrolito cerámico de estado sólido crítico. A consecuencia de esto, la batería prescinde por completo del litio y
utiliza iones de sodio (sal de mesa común).
Una batería de este tipo consta de un tubo cerámico que conduce los iones de sodio, pero es capaz de aislar los electrones, con un terminal positivo en el centro. Y en él se
realiza la misma función que un electrolito líquido en una batería de iones de litio, permitiendo que los iones de sodio se transfieran a través de él.
Ver el archivo adjunto 50302
Para asegurar el contacto entre los granos de cátodo sólido y el tubo de electrolito cerámico,
el tubo se inunda con medio de cloruro de sodio y aluminio.
Ver el archivo adjunto 50303
El sodio es el siguiente metal alcalino reactivo en la tabla periódica debajo del litio y es igualmente ideal para el almacenamiento de energía en baterías. Una de las principales ventajas de esta batería es que
la sal no es un elemento crítico, es inmensamente más barata que el litio y está disponible en todas partes. Además, las baterías no están expuestas al aumento de los precios del litio y las posibles limitaciones de suministro de este material a nivel mundial.
Estas baterías, que también se conocen como baterías de cloruro de sodio y níquel, son diferentes de las baterías de iones de sodio (tienen electrolito líquido) o las baterías de azufre de sodio (en lugar de cloruro de sodio).
Ventajas de las baterías de sodio y alúmina
Además del coste notablemente inferior de este tipo de batería con respecto a la de iones de litio, la química de sodio y alúmina presenta varias ventajas que la hacen muy prometedora de cara a su penetración en el mercado a medio y largo plazo:
- A prueba de incendios y explosiones: no son propensas a fugas térmicas, ni contienen electrolitos inflamables o separadores de plástico. Tampoco contiene óxidos ni genera oxígeno en el cátodo. No reacciona con el agua, siendo apta para aplicaciones en las que la batería de litio está prohibida.
- Amplio rango de temperatura de funcionamiento: son eficientes entre - 20 ºC y 60 ºC, garantizando alto rendimiento y durabilidad en condiciones extremas. Esto se debe a que el electrolito líquido es reemplazado por cerámica sólida. Tampoco requiere refrigeración.
- Mayor vida útil: no hay pérdida del primer ciclo, reacciones secundarias perjudiciales, crecimiento de dendritas o ruptura de estructuras de ánodo y cátodo. Por todo ello y lo anterior, su vida útil estimada es de más de 15 años, aproximadamente 2000 ciclos de carga-descarga.
- Sin litio, cobalto, grafito ni cobre: todos estos materiales son caros y, en algunos casos, plantean dilemas éticos o problemas de cadena de suministro.
Finalmente, estas baterías proporcionan un rendimiento excelente en términos de energía y densidad de potencia. La capacidad de energía es de alrededor de
110-130 Wh/kg y es comparable a las baterías de iones de litio LFP (90-110 Wh/kg).
Se cargan durante 4 a 6 horas y se descargan en tiempos similares, lo que es
ideal para el mercado de almacenamiento en red. Al contrario de las aplicaciones de vehículos eléctricos, las baterías para almacenamiento estacionario no sufren restricciones de masa o volumen.
Sin embargo, debido a las grandes cantidades de energía y potencia implicadas, el coste por potencia o unidad de energía es crucial. Sus creadores creen que la batería de sodio y alúmina es ideal para el almacenamiento en red o el sector energético de larga duración, donde no se requiere una potencia muy alta en un período corto de tiempo. La batería se puede configurar para
cumplir con más de 600 V que se requiere en el almacenamiento de la red.
That's all folks !!!
Saludos
Fte.: motor.es
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