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.
Los investigadores de Universidad Chalmers Decidí estudiar las baterías de iones de sodio, que utilizan sodio en lugar de litioEn su última investigación, realizaron una evaluación integral 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 baterías de iones de litio, pero... sin riesgo de escasez de materia prima.
Rickard ArvidssonProfesor asociado de Análisis de Sistemas Ambientales en Chalmers dice: Llegamos a la conclusión de que las baterías de iones de sodio son mucho mejores que las de iones de litio en términos de impacto en la escasez de recursos minerales y equivalentes en términos de impacto climático. Dependiendo del escenario que se considere, terminan entre 60 y poco más La capacidad teórica de almacenamiento de electricidad es de 100 kilogramos de equivalentes de dióxido de carbono por kilovatio-hora, lo cual es inferior a lo reportado previamente para este tipo de batería de iones de sodio. Es claramente una tecnología prometedora.
Además, los investigadores encontraron varias estrategias potenciales para minimizar aún más el impacto climático, incluido el desarrollo de un electrolito más respetuoso con el medio ambiente, que contribuyó significativamente al impacto general de la batería.
Sobre el estudio
Este estudio analiza el impacto ambiental y de los recursos de dos tipos de celdas de batería de iones de sodioConsidera el ciclo de vida completo 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 de batería dependen principalmente de materias primas de fácil acceso.
El ánodo consta de carbono duradero derivado de lignina de origen biológico o de recursos fósiles. El cátodo está compuesto por un mezcla especial llamado blanco de Prusia, compuesto de sodio, hierro, carbono y nitrógeno. El electrolito está compuesto por un sal de sodioEspecialmente diseñado para una producción futura extensiva. Se examinaron dos combinaciones de generación eléctrica distintas, junto con dos métodos distintos 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.
Necesidad de baterías de iones de sodio
El profesor Rickard Arvidsson dijo: “Los materiales que utilicemos en las baterías del futuro serán importantes para poder pasar a las energías renovables y a una flota de vehículos sin combustibles fósiles”.
Según el Ley de Materias Primas Críticas de la Comisión EuropeaSe espera un aumento considerable de la demanda de materiales críticos para baterías crudas, debido a la rápida transición de los países europeos hacia vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable.
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 beneficiosas para el clima que la tecnología basada en combustibles fósiles, especialmente en el transporte. Sin embargo, el litio representa un cuello de botella. No se pueden producir baterías de litio al mismo ritmo que se desea producir coches eléctricos, y los yacimientos corren el riesgo de agotarse a largo plazo. Además, la extracción de componentes esenciales para baterías, como el litio y el cobalto, se concentra principalmente en un número limitado de ubicaciones a nivel mundial. Esta concentración representa una amenaza significativa para el suministro general. añadió el profesor Rickard.
Fuente: Baterías de iones de sodio: eficientes en el uso de recursos y respetuosas con el clima
