La mayoría de las baterías actuales están compuestas de litio raro extraído de las montañas de América del Sur. Si el mundo agota esta fuente, entonces la producción de baterías podría estancarse.
El sodio es una alternativa muy barata y abundante en la tierra al uso de baterías de iones de litio que también se sabe que se vuelve púrpura y se quema si se expone al agua, incluso solo agua en el aire.
Los esfuerzos mundiales para hacer que las baterías de iones de sodio sean tan funcionales como las baterías de iones de litio han controlado desde hace tiempo la tendencia del sodio a explotar, pero aún no han resuelto cómo evitar que los iones de sodio se "pierdan" durante las primeras veces que se carga una bateríay descargas. Ahora, los investigadores de la Universidad de Purdue hicieron una versión en polvo de sodio que soluciona este problema y mantiene una carga correctamente.
"Agregar polvo de sodio fabricado durante el procesamiento de electrodos requiere solo ligeras modificaciones en el proceso de producción de la batería", dijo Vilas Pol, profesor asociado de ingeniería química de Purdue. "Esta es una forma potencial de progresar la tecnología de baterías de iones de sodio en la industria".
El estudio estuvo disponible en línea en junio de 2018 antes de la impresión el 31 de agosto de 2018 en el Diario de fuentes de energía .
Este trabajo se alinea con la celebración de saltos gigantes de Purdue, reconociendo los avances globales de la universidad realizados en salud, espacio, inteligencia artificial y sostenibilidad como parte del 150 aniversario de Purdue. Esos son los cuatro temas del Festival de Ideas de la celebración de un año, diseñado para mostrar a Purdue comoun centro intelectual que resuelve problemas del mundo real.
Aunque las baterías de iones de sodio serían físicamente más pesadas que la tecnología de iones de litio, los investigadores han estado investigando las baterías de iones de sodio porque podrían almacenar energía para grandes instalaciones de energía solar y eólica a un costo menor.
El problema es que los iones de sodio se adhieren al extremo de carbono duro de una batería, llamada ánodo, durante los ciclos de carga iniciales y no viajan al extremo del cátodo. Los iones se acumulan en una estructura llamada "interfaz de electrolito sólido"."
"Normalmente, la interfaz de electrolito sólido es buena porque protege las partículas de carbono del electrolito ácido de una batería, donde se conduce la electricidad", dijo Pol. "Pero demasiada interfaz consume los iones de sodio que necesitamos para cargar la batería".
Los investigadores de Purdue propusieron usar sodio como polvo, que proporciona la cantidad necesaria de sodio para la interfaz de electrolitos sólidos para proteger el carbono, pero no se acumula de una manera que consume iones de sodio.
Minimizaron la exposición del sodio a la humedad que lo haría arder al hacer que el polvo de sodio en una guantera llenara con gas argón. Para hacer el polvo, utilizaron un ultrasonido, la misma herramienta utilizada para monitorear el desarrollo del feto,- para derretir trozos de sodio en un líquido púrpura lechoso. El líquido luego se enfrió en un polvo y se suspendió en una solución de hexano para dispersar uniformemente las partículas de polvo.
Solo unas pocas gotas de la suspensión de sodio sobre los electrodos de ánodo o cátodo durante su fabricación permiten que una celda de batería de iones de sodio se cargue y descargue con más estabilidad y mayor capacidad, los requisitos mínimos para una batería funcional.
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Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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