Después de dos años de investigación, un equipo francés, que incluye principalmente investigadores del CNRS y CEA dentro de la red RS2E sobre almacenamiento de energía electroquímica Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [1] acaba de diseñar una tecnología alternativa a Li-ion para su aplicación en sectores específicos. Los investigadores han desarrollado la primera batería con iones de sodio en el formato habitual "18650", un estándar de la industria. La principal ventaja del prototipo es que depende del sodio, un elemento mucho más abundante y menoscostoso que el litio. Las baterías han mostrado niveles de rendimiento comparables a sus contrapartes de litio, y esta nueva tecnología ya está atrayendo interés industrial. Podría utilizarse para almacenar energías renovables en el futuro.
La idea de usar sodio en las baterías se remonta a la década de 1980. En ese momento, el litio se prefería al sodio como material de elección y se ha usado ampliamente desde entonces para dispositivos electrónicos portátiles como tabletas, computadoras portátiles y vehículos eléctricos.Sin embargo, el litio tiene un gran inconveniente, ya que es bastante raro en nuestro planeta. Los equipos del RS2E con el CNRS como socio principal se volcaron hacia el sodio, mil veces más abundante. Desarrollaron prototipos de baterías de iones de sodio donde el sodiolos iones se mueven de un electrodo a otro en un líquido durante los ciclos de carga y descarga.
El primer paso fue encontrar la "receta" ideal para el electrodo positivo cátodo de la batería. Seis laboratorios asociados del RS2E ver la lista a continuación participaron en el proyecto con el objetivo de encontrar la composición correcta para esto.electrodo de sodio. El desarrollo de un futuro prototipo se confió a CEA, un miembro de la red RS2E. En solo seis meses, CEA pudo desarrollar el primer prototipo de iones de sodio en el formato "18650", el de las baterías encontradasen el mercado, es decir, un cilindro de 1,8 cm de diámetro y 6,5 cm de altura. Esto debería facilitar la transferencia de tecnología a las unidades de producción existentes. Otros laboratorios internacionales también trabajan en esta tecnología, pero ninguno de ellos ha anunciado aún el desarrollo de tal "18650" prototipo.
Esta segunda etapa permitió pasar de la escala de laboratorio síntesis de varios gramos de material catódico a la escala "preindustrial" síntesis de lotes de 1 kg. Habilitó la producción de baterías con niveles de potencia incomparables.Esta nueva tecnología ya está mostrando resultados prometedores. Su densidad de energía la cantidad de electricidad que puede ser almacenada por Kg de batería asciende a 90 Wh / kg, una cifra ya comparable con las primeras baterías de iones de litio. Y su vida útil: el máximoEl número de ciclos de carga / descarga que una batería puede soportar sin una pérdida significativa de rendimiento supera los 2.000 ciclos. Pero, sobre todo, estas celdas son capaces de cargar y entregar su energía muy rápidamente. La principal ventaja de la tecnología es que lo haceeliminar el litio, un elemento raro que solo se encuentra en lugares específicos, al contrario del sodio. Su otra ventaja es financiera, ya que el uso del sodio podría permitir la fabricación de baterías menos costosas.
El proyecto ha dado lugar a una serie de publicaciones académicas y patentes CNRS y CEA. Recibió apoyo financiero del Ministerio francés de Educación Superior e Investigación, el CNRS, CEA, la Agencia Nacional de Investigación Francesa ANR y el Ministerio deDirección de Armamento de Defensa DGA, entre otros.
Teniendo en cuenta las similitudes con las baterías de iones de litio, los actores industriales ya han expresado interés en la tecnología, especialmente aquellos que ya trabajan en asociación con la red RS2E. La siguiente etapa del proyecto es optimizar y aumentar la confiabilidad de los procesoscon miras a una futura comercialización.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por CNRS Delegación París Michel-Ange . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :