La tecnología de baterías avanza rápidamente a medida que los investigadores se esfuerzan por descubrir la próxima era del almacenamiento de energía sostenible. La batería ideal debería tener una larga vida útil, una capacidad energética notable y un proceso de producción optimizado. Con esto en mente, se están desarrollando baterías de iones de sodio que pueden revolucionar las energías renovables. La sal y la biomasa de la industria forestal son la materia prima de estas baterías.
Investigadores de la Universidad de Chalmers decidieron estudiar las baterías de iones de sodio, que utilizan sodio en lugar de litio . En su investigación más reciente, realizaron un análisis exhaustivo del ciclo de vida de estas baterías. El estudio se centró en analizar las implicaciones ambientales y de recursos generales de las baterías, desde la extracción de materias primas hasta las etapas finales de fabricación. Descubrieron que las baterías de iones de sodio tienen el mismo impacto climático que las de iones de litio, pero sin el riesgo de escasez de materias primas.
Rickard Arvidsson , profesor asociado de Análisis de Sistemas Ambientales en Chalmers, afirma: «Llegamos a la conclusión de que las baterías de iones de sodio son mucho mejores que las de iones de litio en cuanto a su impacto en la escasez de recursos minerales, y equivalentes en cuanto a su impacto climático. Dependiendo del escenario que se considere, generan entre 60 y poco más de 100 kilogramos de dióxido de carbono equivalente por kilovatio-hora de capacidad teórica de almacenamiento de electricidad, una cifra inferior a la reportada anteriormente para este tipo de baterías de iones de sodio. Sin duda, se trata de una tecnología prometedora».
Además, los investigadores hallaron varias estrategias potenciales para minimizar aún más el impacto climático , incluido el desarrollo de un electrolito más respetuoso con el medio ambiente, que, según se descubrió, contribuye significativamente al impacto general de la batería.
Sobre el estudio
Este estudio analiza el impacto ambiental y en los recursos de dos tipos de celdas de baterías de iones de sodio . Considera todo el ciclo de vida de las baterías, desde la extracción de las materias primas hasta la fabricación de las celdas. El estudio se centra en una unidad funcional de 1 kWh de capacidad teórica de almacenamiento de electricidad a nivel de celda. Ambos tipos de celdas dependen principalmente de materias primas fácilmente disponibles.
El ánodo está compuesto de carbono duradero derivado de lignina de origen biológico o de recursos fósiles. El cátodo se compone de una mezcla especial denominada blanco de Prusia, formada por sodio, hierro, carbono y nitrógeno. El electrolito contiene una sal de sodio , especialmente diseñada para su futura producción a gran escala. Se analizaron dos combinaciones de fuentes de electricidad distintas, junto con dos métodos diferentes de asignación de recursos y emisiones.
- Uno en el que los efectos ambientales y sobre los recursos se reparten entre los coproductores en función de la masa.
- Otro método asigna todo el impacto al producto principal, incluida la batería de iones de sodio junto con sus componentes y materiales.
Véase también : De la costa al almacén: baterías de sodio-agua de mar para el almacenamiento estacionario de energía a corto y largo plazo.
Necesidad de baterías de iones de sodio
El profesor Rickard Arvidsson afirmó: "Los materiales que utilicemos en las baterías del futuro serán importantes para poder hacer la transición a las energías renovables y a una flota de vehículos libre de combustibles fósiles".
Según la Ley de Materias Primas Críticas de la Comisión Europea , se prevé un aumento considerable en la demanda de materias primas críticas para la fabricación de baterías. Esto se debe a la rápida transición de los países europeos hacia los vehículos eléctricos y los sistemas de energías renovables.
Las baterías de iones de sodio, que pueden revolucionar las energías renovables, ya que satisfacer las demandas de la transición verde requerirá una mayor producción local de baterías. También aumentará la demanda de otras tecnologías innovadoras sin combustibles fósiles y un suministro constante de materias primas. Sin embargo, esta producción presenta un riesgo significativo de interrupciones del suministro debido a las fuentes limitadas de materias primas.
“Las baterías de iones de litio se están convirtiendo en una tecnología dominante a nivel mundial y son más respetuosas con el medio ambiente que las basadas en combustibles fósiles, especialmente en el sector del transporte. Sin embargo, el litio representa un obstáculo. No se pueden producir baterías de litio al mismo ritmo que se producen los coches eléctricos, y existe el riesgo de que los yacimientos se agoten a largo plazo. Además, la extracción de componentes esenciales para las baterías, como el litio y el cobalto, se concentra principalmente en ubicaciones limitadas a nivel mundial. Esta concentración supone una amenaza significativa para el suministro global”, añadió el profesor Rickard.
