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Nuevo material de electrodo de alto rendimiento para las pilas de combustible de sodio

Los requisitos para las baterías utilizadas en el almacenamiento de energía estacionaria son nada menos que un ciclo de vida largo, de bajo coste, alta seguridad, alta eficiencia y alta tensión de servicio. La sustitución del Litio por Sodio sería una opción para reducir los costes de forma masiva, y en la revista Angewandte Chemie, científicos chinos y japoneses informan del desarrollo de una pila de combustible de Sodio de alto rendimiento basada en un material bipolar, cuyo electrodo contiene Sodio, que presenta unas características muy prometedoras para aplicaciones a gran escala.

Las energías renovables con su disponibilidad impredecible y dependencia de localización hacen urgente la creación de redes inteligentes y sistemas de baterías de alto rendimiento, pero en particular, la tecnología de las baterías aún está lejos de ser perfecta. Para hacer la tecnología más barata, el sodio ha sido sugerido como reemplazo para el litio. Sin embargo, el ion de sodio es más grande y los materiales de los electrodos deben ser capaces de resistir el cambio de volumen asociado con el proceso de carga y descarga. Además, el material del ánodo tiene que hacer frente a un potencial de oxidación más problemático del sodio, lo que hace que la búsqueda de una pila conveniente sea extremadamente complicada. La solución increíble que Haoshen Zhou y sus colegas en el National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (siglas en inglés, AIST) y la Tohoku University en Japón y la Nanjing University en China en la actualidad implica emplear el mismo material de electrodo para el ánodo y el cátodo en una pila completamente simétrica.

El material desarrollado es un óxido de titanio mezclado, que los científicos llaman P2NNCT para la fase P2 de Na 0.66 Ni 0.17 Co 0.17 Ti 0.66 O2, donde el sodio, níquel, cobalto, y titanio tienen cantidades no equitativas. Tal y como los científicos esperaban, los centros de níquel y cobalto tienen suficientes propiedades redox para servir como cátodo, mientras que el óxido de titanio representa el ánodo. De importancia fundamental es, sin embargo, la estructura rígida en capas del material con los iones de sodio sujetos entre las hojas de óxido de metal pero de una manera que permite a los iones viajar libremente en los procesos de carga y descarga.