Investigadores descubren que mantener agua en baterías de sodio duplica su potencia

Un reciente estudio realizado por científicos de la Universidad de Surrey encontró que las baterías de sodio pueden alcanzar un rendimiento notablemente superior si se deja el agua en su interior. Este descubrimiento no solo promete aumentar la eficiencia de las baterías, sino que también abre la posibilidad de utilizar agua de mar para producir agua potable.

Tradicionalmente, el agua se elimina durante el proceso de fabricación de las baterías, ya que se considera que la humedad puede dañar los materiales. Sin embargo, los investigadores decidieron desafiar esta creencia y mantuvieron el agua en un material conocido como óxido de vanadio sódico. El resultado fue sorprendente: el material hidratado almacenó casi el doble de carga en comparación con los materiales típicos de baterías de sodio.

Un material más abundante que el litio

Las baterías de iones de litio son las más utilizadas en dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos, pero el litio es costoso y su extracción plantea problemas ambientales. En cambio, el sodio es abundante y se encuentra en el agua de mar y en muchos minerales, lo que lo convierte en una alternativa más sostenible.

El estudio, publicado en el Journal of Materials Chemistry A, se centró en un tipo de material llamado nanostructured sodium vanadate hydrate (NVOH), que contiene agua en su estructura. Al mantener el agua, los investigadores observaron un aumento significativo en la capacidad de almacenamiento y velocidad de carga, manteniendo un rendimiento estable durante más de 400 ciclos de carga.

El Dr. Daniel Commandeur, investigador principal del estudio, expresó: "Nuestros resultados fueron completamente inesperados. El óxido de vanadio sódico ha sido estudiado durante años, y generalmente se calienta para eliminar el agua, ya que se cree que causa problemas. Decidimos desafiar esa suposición, y el resultado fue mucho mejor de lo que anticipamos".

Funcionamiento en agua salada

Los investigadores también probaron el material en agua salada, un entorno desafiante para los componentes de las baterías. A pesar de las condiciones adversas, el material continuó funcionando eficazmente y comenzó a eliminar la sal disuelta del agua. Este proceso, conocido como desalinización electroquímica, utiliza reacciones eléctricas para extraer partículas de sal.

El Dr. Commandeur agregó: "Poder utilizar el óxido de vanadato sódico en agua salada es un descubrimiento emocionante, ya que muestra que las baterías de sodio podrían hacer más que solo almacenar energía; también podrían ayudar a eliminar sal del agua".

Este avance podría llevar a la creación de dispositivos que combinen almacenamiento de energía y tratamiento de agua, siendo especialmente útiles en regiones costeras donde el acceso a agua dulce es limitado.

Una nueva era para las baterías de sodio

Los hallazgos del equipo de Surrey sugieren que el sodio podría convertirse en una alternativa viable al litio en las baterías, haciendo que el almacenamiento de energía renovable sea más seguro y sostenible. Además, sugiere que el proceso de fabricación podría simplificarse al evitar la eliminación del agua, lo que a su vez mejoraría el rendimiento del material.

Este descubrimiento acerca de la gestión del agua en las baterías de sodio no solo marca un avance en la tecnología de almacenamiento de energía, sino que también podría tener implicaciones significativas en la producción de agua potable a partir de recursos abundantes como el agua de mar.