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La pila de aire-sodio se vuelve duradera y eficaz

El mejor rendimiento sólo se obtiene con aire ambiente normal. (Imagen: Nature Communications)
El mejor rendimiento sólo se obtiene con aire ambiente normal. (Imagen: Nature Communications)
Las pilas de metal-aire requieren una estructura muy compleja. No es el caso de la nueva variante de alta densidad de potencia y eficiencia, que debe su función a un nuevo tipo de material.

Un electrodo, que básicamente no es más que el aire circundante, promete una simplificación extrema en la construcción de pilas recargables. Sin embargo, la humedad y, no menos importante, el oxígeno son algunas de las sustancias que atacan posteriormente el ánodo metálico y provocan una pérdida de rendimiento comparativamente rápida. Por lo tanto, serían necesarios filtros de aire muy elaborados para evitarlo

La pila presentada en la Universidad de Pohang, en Corea del Sur, es una historia completamente diferente. Aquí, los investigadores pudieron demostrar que las reacciones químicas con el oxígeno, el CO2 y el agua aumentan en realidad el rendimiento de la célula, lo que se debe, entre otras cosas, al denominado superconductor iónico de sodio (Na) (NASICON) que recubre el ánodo.

Forma un electrolito sólido compuesto, entre otros, de sodio, silicio y circonio. También contiene níquel, que es importante para la reacción con el ácido carbónico. Éste se produce a partir de agua y CO2. Ambas sustancias están presentes en el aire y garantizan la formación de una capa porosa adicional en la que también se acumulan iones de sodio que aumentan la conductividad de los iones.

Como resultado, la célula presentada aquí alcanza voltajes prácticos de casi 3 voltios y puede recargarse con sólo un voltio más. Esto es especialmente importante para lograr una alta eficiencia. Si la tensión durante la carga y la descarga está demasiado separada, se necesita mucha más corriente para la carga de la que se dispone después.

Sin embargo, aún queda camino por recorrer antes de que esto pueda utilizarse en la práctica. En el estudio publicado, se lograron 100 cargas, con una potencia restante del 86%. Para un uso práctico, sería deseable, por supuesto, multiplicarla por diez.

Una característica de la prometedora batería debería agradar especialmente a los residentes de climas templados. La humedad habitual del 70 por ciento allí garantiza el máximo rendimiento de la batería de metal-aire. Así, el e-car podrá recorrer unos cuantos kilómetros más.

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Mario Petzold, 2024-06- 6 (Update: 2024-06- 6)