Un equipo de la Universidad de Ciencias de Tokio reveló que las baterías de sodio pueden superar en velocidad de carga a las de litio, según resultados publicados en la revista ‘Chemical Science’. El hallazgo, difundido en un comunicado institucional, ofrece respaldo experimental a una alternativa que podría transformar el mercado de almacenamiento energético y la industria de vehículos eléctricos.
El estudio, liderado por el profesor Shinichi Komaba y su equipo, utilizó un método innovador para comparar directamente el desempeño de baterías de iones de sodio (SIB) frente a las de iones de litio (LIB), dos de las tecnologías más relevantes en movilidad eléctrica y energía renovable.
El grupo científico empleó el denominado “método del electrodo diluido”, que permite aislar el comportamiento real del material activo y elimina los obstáculos habituales en las pruebas convencionales, como los atascos iónicos que suelen limitar la medición de la velocidad de carga.
De acuerdo con la investigación, el material clave para este avance es el carbono duro (HC), utilizado como electrodo negativo. Este tipo de carbono, caracterizado por una estructura porosa y baja cristalinidad, puede almacenar grandes cantidades de sodio y permite a las baterías SIB alcanzar densidades energéticas comparables a las de las baterías de litio.
Resultados claros
Los experimentos mostraron que el proceso de sodiación en los electrodos de carbono duro es intrínsecamente más rápido que el de litiación, lo que se evidenció al medir el coeficiente de difusión de los iones: el sodio se mueve con mayor rapidez que el litio en este entorno.
El sodio requiere menos energía que el litio para llenar estos espacios, lo que acelera la carga total de la batería. Este comportamiento fue verificado mediante técnicas de voltametría cíclica, espectroscopia de impedancia electroquímica y cronoamperometría, logrando cuantificar la ventaja cinética del sodio.
“Nuestros resultados demuestran cuantitativamente que la velocidad de carga de una batería de iones de sodio con un ánodo de carbono duro puede alcanzar velocidades más rápidas que la de una batería de iones de litio”, detalló el profesor Komaba en el comunicado difundido por la universidad.
Además de la rapidez, las baterías de sodio ofrecen otras ventajas. El sodio es abundante, accesible y distribuido de forma homogénea en el planeta, a diferencia del litio, cuya extracción resulta cada vez más costosa y localizada. El trabajo subraya que los electrodos de sodio requieren una energía de activación menor, lo que se traduce en mayor estabilidad térmica y una menor sensibilidad a la temperatura durante la operación.
El estudio también apunta a que el desarrollo de materiales de carbono duro mejorados podría optimizar aún más el rendimiento de estas baterías, facilitando la transición hacia tecnologías energéticas más sostenibles. Los investigadores anticipan que la combinación de bajo coste, abundancia y mayor velocidad de carga posiciona a las baterías de sodio como una alternativa real para el almacenamiento energético a gran escala y la electrificación del transporte, una tendencia en la que Japón busca liderazgo.
El avance logrado por el equipo de la Universidad de Ciencias de Tokio abre nuevas posibilidades para la industria, que hasta ahora ha dependido principalmente de las baterías de litio. Los próximos pasos, según la publicación científica, consistirán en perfeccionar los materiales y escalar la producción, con el objetivo de respaldar el crecimiento de la movilidad eléctrica y las energías renovables en las próximas décadas.