Poder de las flores: aceite de lavanda para pilas de sodio-azufre más duraderas
Las nanocajas de linalool y azufre aumentan la vida útil y la capacidad de almacenamiento de las pilas de sodio-azufre
El aceite de lavanda podría ayudar a resolver un problema en la transición energética. Un equipo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces ha creado un material a partir de linalool, el principal componente del aceite de lavanda, y azufre que podría hacer más duraderas y potentes las baterías de sodio-azufre. Estas baterías podrían almacenar electricidad procedente de fuentes renovables.
Es una cuestión crucial en la transición energética: ¿cómo almacenar la electricidad procedente de la energía eólica y fotovoltaica cuando no se necesita? Las grandes baterías son una opción. Y las baterías de azufre, en particular las de sodio-azufre, ofrecen varias ventajas sobre las de litio como unidades estacionarias de almacenamiento. Los materiales con los que se fabrican son mucho más fáciles de conseguir que el litio y el cobalto, dos componentes esenciales de las baterías de iones de litio. Además, la extracción de estos dos metales suele dañar el medio ambiente y, a nivel local, provoca trastornos sociales y políticos. Sin embargo, las pilas de sodio-azufre pueden almacenar menos energía en relación con su peso que las de litio y tampoco son tan duraderas. Ahora, el aceite de lavanda, con su principal componente, el linalool, podría ayudar a prolongar la vida útil de las pilas de sodio-azufre, según informa un equipo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces en la revista Small. "Es fascinante diseñar las baterías del futuro con algo que crece en nuestros jardines", afirma Paolo Giusto, jefe de grupo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces.
80 por ciento de la capacidad de carga original tras 1.500 ciclos de carga
El hecho de que, por lo general, la capacidad de almacenamiento de una batería de sodio-azufre disminuya significativamente tras unos pocos ciclos de carga se debe principalmente a lo que se conoce como desplazamiento de azufre. Los polisulfuros, que se forman en el cátodo, migran al ánodo, reaccionan con él y acaban provocando el fallo de la batería. Evgeny Senokos, que desarrolla alternativas a las baterías de litio en el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, lo evita ahora encerrando los polisulfuros en una jaula de carbono. "Creamos un nanomaterial estable y denso a partir de linalool y azufre y así obtenemos baterías más duraderas y con mayor densidad energética que las actuales de sodio-azufre", explica Evgeny Senokos. El linalol y el azufre forman un material nanoestructurado cuyos nanoporos son unas 100.000 veces más estrechos que un cabello humano y atrapan los voluminosos polisulfuros. Sin embargo, al cargar y descargar la batería, los pequeños iones de sodio pueden penetrar en los poros o salir de ellos. En consecuencia, las celdas de la batería probada por el equipo de Potsdam alcanzaron más del 80 por ciento de su capacidad de carga original tras 1500 ciclos de carga y descarga.
Los nanovasos de carbono que encierran el azufre no sólo aumentan la vida útil de las baterías de sodio-azufre, sino también su capacidad de almacenamiento: como el azufre está fijado en la jaula, está casi completamente disponible para la reacción. Por tanto, el novedoso material del cátodo puede proporcionar más de 600. "Echando una mirada creativa a la naturaleza, estamos encontrando soluciones a muchos de los retos que plantea la transición energética", afirma Paolo Giusto. "Confío en que nuestro desarrollo atraiga cada vez más atención en un futuro próximo y nos permita dar el salto de esta tecnología del laboratorio a la práctica".
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Publicación original
Evgeny Senokos, Heather Au, Enis Oğuzhan Eren, Tim Horner, Zihan Song, Nadezda V. Tarakina, Elif Begüm Yılmaz, Alexandros Vasileiadis, Hannes Zschiesche, Markus Antonietti, Paolo Giusto; "Sustainable Sulfur‐Carbon Hybrids for Efficient Sulfur Redox Conversions in Nanoconfined Spaces"; Small, Volume 20, 2024-10-13
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