La fusión de sodio y potasio se encuentra en la transmisión de baterías a temperatura ambiente, lo que permite obtener dispositivos con un alto voltaje de funcionamiento. Fuente: Antonio BacligComo sabemos, en los últimos años, el sector de las energías renovables se ha desarrollado rápidamente y, por lo tanto, se requieren constantemente capacidades de almacenamiento adicionales, económicas y de gran capacidad, que soporten muchos ciclos de recarga y capaces de transferir energía de manera rápida y eficiente a la red. Los investigadores de la Universidad de Stanford creen que pueden resolver este problema con una nueva aplicación de varios materiales ampliamente utilizados.
Las baterías de corriente se conocen desde hace un tiempo relativamente largo y se han considerado repetidamente como candidatos para la creación de almacenes de gran capacidad, pero los electrolitos utilizados en ellos tienen limitaciones de voltaje o requieren una temperatura alta para mantenerse en estado líquido, o incluso representan componentes muy costosos o extremadamente tóxicos.
Sin embargo, el profesor asociado de Stanford William Chui, junto con sus estudiantes graduados Antonio Baklig y Jason Ragolo, desarrolló una aleación de sodio con potasio para el flujo del "cátodo", que permanece en la fase líquida a temperatura ambiente y teóricamente hace posible almacenar energía 10 veces más por gramo de masa que cualquier otra. otro electrolito
"Por supuesto, aún queda mucho por hacer", dice Bucklig. "Pero esperamos que a través de este proyecto la gente prefiera con mayor frecuencia los paneles solares y los molinos de viento, ya que recibirán una batería basada en los elementos que abundan en la corteza terrestre".
Divide las partes
Además, durante los experimentos, se desarrolló una membrana cerámica de óxido de sodio y aluminio, que no interfiere con el intercambio iónico entre los "electrodos" y al mismo tiempo separa de manera bastante fiable los flujos de ánodo y cátodo. Como resultado, el voltaje de funcionamiento se duplicó en comparación con las muestras conocidas (3.1–3.4 V versus 1.5 V), y los parámetros del prototipo se mantuvieron estables incluso después de varios miles de horas de pruebas; Además, el aumento del voltaje de funcionamiento significa la capacidad de almacenar más energía.
"Por supuesto, nuestro trabajo aún no se ha evaluado de muchas maneras: costo, eficiencia, número de ciclos de trabajo, dimensiones, seguridad", explica Bucklig. "Sin embargo, creemos que superaremos las baterías existentes en todos los aspectos y, por lo tanto, miramos hacia el futuro". con entusiasmo ".
El verdadero progreso aún está por llegar.
Por el momento, un equipo de estudiantes de posgrado, Bucklig, Ragolo, así como Jeff McConaughey y Andrei Poletaev, continúan trabajando en la membrana, ya que no previene adecuadamente la difusión de potasio en el flujo del ánodo, y esto es muy crítico para el funcionamiento normal de la batería; Además, la parte original funcionó mejor a unos 200 grados centígrados, lo cual es inaceptable. En un intento por preservar las propiedades deseadas a temperatura ambiente, los investigadores probaron opciones más finas (∼330 micras) y lograron resultados bastante aceptables, mientras que la potencia de salida también aumentó; Por lo tanto, se realizarán más experimentos en el campo de selección de la membrana más adecuada.
También debe elegir el electrolito anódico apropiado; desafortunadamente, las mezclas a base de agua ponen rápidamente la membrana fuera de acción, por lo que deberá usar algunos otros líquidos para aumentar aún más el rendimiento de la batería.
El estudio final fue publicado en un artículo en ScienceDirect el 18 de julio.