Josué González Aranda
Editor JrEditor y traductor con pasión por la astronomía y la naturaleza. Investigo medios narrativos como videojuegos y literatura. También le entro a la ciencia ficción, temas existenciales/filosóficos y todo lo que marea.
Uno de los mayores problemas de las baterías de autos, barcos y aviones es que cuando se intenta aumentar su capacidad, se vuelven necesariamente más pesadas, lo cual limita la carga máxima que un vehículo puede portar. Aunque las baterías de litio-ion son una de las mejores maneras de almacenar energía hasta el momento, sus límites, y con ellos los límites de los motores y dispositivos que alimentan, están a punto de ser alcanzados.
En la búsqueda de aumentar la autonomía de los vehículos de nueva fabricación, investigadores del MIT han desarrollado celdas de combustible que aprovechan la mezcla de aire y sodio para producir hasta el triple de energía que una batería convencional del mismo tamaño. Se espera que esta tecnología pueda ser usada incluso en aviones y trenes eléctricos.
Científicos del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts), en Estados Unidos, desarrollaron tecnología en materia energética enfocada en abastecer la demanda de nuevos vehículos cuyas capacidades en potencia y velocidad exigen una mayor fuente de energía. Las prestaciones de estas celdas de combustible podrían convertirlas en la fuente de energía ideal para los aviones eléctricos más modernos, debido a su reducido peso.
Ya en abril del 2024, un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang, en Corea del Sur publicó en la revista Nature Communications la investigación en la que se consiguió obtener energía eléctrica a partir de la reacción de sodio líquido con aire del ambiente, en lugar de usar oxígeno puro. Ahora, los investigadores del MIT han logrado aislar esta reacción para su transportación y almacenamiento en estas nuevas celdas de energía.
Entre las ventajas que ofrecen las celdas de sodio-aire, están:
- Bajo peso: debido a lo ligero y eficiente de sus componentes, una celda de 1 kg puede producir el triple de energía que una batería de litio del mismo peso.
- Mínimo riesgo: estas celdas presentan una baja probabilidad de sobrecalentamiento, debido a que el aire usado es mucho menos susceptible a la combustión espontánea cuando se expone a humedad.
- Reducción de costos: el sodio líquido es un material abundante, que incluso puede ser sintetizado a partir de la sal de mesa que tenemos en los hogares, mientras que la sustitución de oxigeno puro por aire común abarata los costos aún más.
- Energía limpia: las celdas de combustible sodio-aire no solo no producen contaminación de dióxido de carbono como los combustibles convencionales, sino que el oxido de sodio (el residuo restante tras el uso de las celdas) puede ayudar a la absorción de los gases de efecto invernadero en la atmósfera.
- Beneficio doble al ambiente: Al mismo tiempo, en caso de que el bicarbonato de sodio resultante (el otro componente residual de las celdas) termine en el océano, podría de hecho reducir la sobre acidez del agua, otro problema derivado de los gases de efecto invernadero.
Las celdas, que aún se encuentran en desarrollo, prometen ser una de las mejores opciones para dar el siguiente paso en cuanto a transporte. Yet-Ming Chiang, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en el MIT, y líder de la investigación, explicó que el primer reto sería crear una celda de energía que sustituya las baterías actuales de autos eléctricos.
La aviación podría ser el medio de transporte más beneficiado de esta tecnología, pues se trata de vehículos en los que el peso es crucial para determinar el alcance, velocidad y capacidad de carga. Mientras que las mejores baterías eléctricas de litio usadas en autos solo alcanzan los 300 watt-hora, la energía requerida para una operación aérea es de al menos 1,000 watt-hora. Sin embargo, este límite ya ha sido superado en condiciones de laboratorio. Los resultados completos fueron publicados en la revista Joule.
El profesor Chiang explica que, aunque ya se conocía la eficiencia energética de las reacciones entre metales y aire, como el caso de las baterías litio-aire, el gran problema era la incapacidad para almacenar dicha energía. Ahora, en lugar de apuntar por crear una batería para las reacciones sodio-aire, trabajaron en una celda de energía. A diferencia de las baterías, en las que los materiales se ensamblan y se sellan, las celdas de energía pueden ser recargadas al introducir y extraer los materiales varias veces.
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