Cómo la lavanda puede convertirse en un nuevo método para alimentar baterías
Un grupo de científicos está investigando la implementación de baterías de iones de sodio (material más abundante y de menor costo que el litio), y uno de los últimos descubrimientos permite utilizar desechos de flores de lavanda para alimentarlas.
Debido a que el litio y el sodio están en el mismo grupo alcalino, sus propiedades físicas y químicas/electroquímicas son bastante similares. No obstante, hay importantes diferencias: Aunque las baterías de iones de sodio tienen una menor densidad energética y un peso considerablemente más alto que las baterías de iones de litio, son más económicas, sostenibles y eficientes a bajas temperaturas (capaces de mantener más del 90 % de su capacidad a temperaturas de hasta -20 ºC). Las baterías de iones de litio no llevan nada bien los climas muy calurosos ni los muy fríos, llegando a degradarse más rápido de lo normal.
Conociendo sus ventajas e inconvenientes, el equipo de investigación internacional ha identificado la presodiación electroquímica (proceso para cargar sodio extra a alguno de los componentes antes de que la batería empiece a funcionar) como la estrategia más viable para estabilizar una nueva generación de baterías de iones de sodio derivadas de los desechos de flores de lavanda. El avance soluciona la escasez de reservas de sodio que anteriormente obstaculizó el rendimiento de los materiales de batería de origen biológico.
Los investigadores, en su nuevo estudio, afirmaron que “el desarrollo de baterías de iones de sodio rentables y de alto rendimiento es esencial para los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala”. Y el elemento que parece hacerlo posible es la lavanda, cuyos residuos agrícolas (hasta 1.500 toneladas al año) han sido durante mucho tiempo un subproducto subutilizado.
Los científicos han tomado estos desechos para convertirlos en carbono duro (HC), con el objetivo de utilizarlos como ánodo de batería de alto rendimiento. Explicaron que desarrollaron baterías de iones de sodio rentables utilizando Na0.67MnNiO2 como cátodo (electrodo positivo) y carbono duro derivado de desechos de flores de lavanda como ánodo (electrodo negativo), y también compararon su rendimiento con varias estrategias de presodiación, incluidos los métodos de contacto directo, electroquímicos y químicos.
Este innovador sistema también se enfrenta a algunos desafíos, siendo el principal la «deficiencia de sodio» inherente al uso de estos materiales sustentables. Para abordarlo, el equipo comparó sistemáticamente tres métodos de presodiación para «precargar» la batería con sodio adicional antes de su uso. El estudio concluyó que la presodiación electroquímica proporcionaba el mejor equilibrio, proporcionando la densidad energética mejorada y la durabilidad a largo plazo necesarias para los sistemas comerciales de almacenamiento de energía estacionaria.
Link al estudio completo: aquí