La tecnología de baterías está en un punto de inflexión, con investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia revelando un prometedor futuro para las baterías de sodio-ion (Na-ion). Estas no solo poseen un impacto climático equivalente a las baterías de litio-ion (Li-ion), sino que también ofrecen una solución a la limitada disponibilidad de materias primas como el litio y el cobalto, que son esenciales para las baterías Li-ion.
La Encrucijada del Litio
Las baterías de Li-ion han emergido como una tecnología dominante en el mundo, especialmente en el sector del transporte. Son preferibles sobre las tecnologías basadas en combustibles fósiles en términos de impacto climático. Sin embargo, según Rickard Arvidsson, autor principal del estudio publicado en el Journal of Industrial Ecology, el litio representa un cuello de botella significativo. No se pueden producir baterías basadas en litio al mismo ritmo que la demanda de vehículos eléctricos, y existe el riesgo de agotamiento de sus depósitos a largo plazo.
Además, la extracción de materiales críticos para las baterías, como el litio y el cobalto, está concentrada en unas pocas regiones del mundo, lo que plantea un riesgo para el suministro. Esto es lo que hace que las baterías de Na-ion sean una tecnología prometedora y el foco del equipo de investigación.
Evaluación del Ciclo de Vida de las Baterías de Na-ion
El equipo llevó a cabo una evaluación del ciclo de vida de las baterías de Na-ion, examinando su impacto ambiental y en los recursos desde la extracción de materias primas hasta la fabricación. “Llegamos a la conclusión de que las baterías de Na-ion son mucho mejores que las de Li-ion en términos de impacto en la escasez de recursos minerales y equivalentes en términos de impacto climático”, explica Arvidsson.
Los investigadores también identificaron varias medidas para reducir aún más el impacto climático, como el desarrollo de un electrolito ambientalmente más adecuado, ya que representa una gran parte del impacto total de la batería.
Almacenamiento de Energía y su Futuro
Actualmente, se espera que las baterías de Na-ion se utilicen para el almacenamiento de energía estacionaria en la red eléctrica. Con el desarrollo continuo, probablemente también se usarán en vehículos eléctricos en el futuro.
“El almacenamiento de energía es un requisito previo para la expansión de la energía eólica y solar. Dado que el almacenamiento se realiza predominantemente con baterías, la cuestión es de qué estarán hechas estas baterías”, señala Arvidsson.
El principal beneficio
de la tecnología de Na-ion es que los materiales utilizados en estas baterías son abundantes y se pueden encontrar en todo el mundo. Un ejemplo es el uso de carbono duro para el ánodo, que puede producirse a partir de biomasa de la industria forestal. Además, una de las baterías estudiadas utiliza “Blanco Prusiano” para el cátodo, compuesto por sodio, hierro, carbono y nitrógeno, con un electrolito que contiene una sal de sodio. Esto no solo reduce la dependencia de materiales escasos, sino que también disminuye los riesgos geopolíticos y la dependencia de regiones específicas tanto para los fabricantes de baterías como para los países.
Análisis Detallado y Futuro de la Producción
El estudio es un análisis prospectivo del ciclo de vida de dos tipos diferentes de celdas de batería de Na-ion. Se calculó el impacto ambiental y de recursos desde la extracción de materias primas hasta la fabricación de una celda de batería. La producción se modeló para corresponder a una producción a gran escala en el futuro, similar a la actual producción a gran escala de baterías de Li-ion en gigafactorías.
Se probaron dos mezclas de electricidad diferentes, así como dos tipos de métodos de asignación de recursos y emisiones. Estos estudios demuestran la viabilidad y la sostenibilidad de las baterías de Na-ion en comparación con las de Li-ion, especialmente considerando la creciente demanda y la limitada disponibilidad de materias primas críticas.
Las baterías basadas en materiales abundantes, como las de Na-ion, podrían reducir significativamente los riesgos geopolíticos y las dependencias. A medida que el mundo se mueve hacia una mayor adopción de energías renovables y vehículos eléctricos, la tecnología de Na-ion se perfila como una alternativa viable y sostenible a las baterías de Li-ion, contribuyendo a un futuro energético más verde y equitativo.
