Investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) han desarrollado una batería de sodio-ion híbrida de alto rendimiento que se carga rápidamente y ofrece una impresionante densidad de energía.
Este revolucionario prototipo utiliza sodio (Na), un elemento químico más de 1000 veces más abundante y más barato que el litio (Li), el componente principal de las baterías convencionales.
Por lo general, las baterías de sodio-ion enfrentan limitaciones como una menor potencia de salida, propiedades de almacenamiento limitadas y tiempos de carga prolongados. El innovador diseño de la batería, liderado por el Profesor Jeung Ku Kang del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en KAIST, combate las limitaciones existentes de las baterías de sodio-ion al integrar los materiales del ánodo utilizados en las baterías tradicionales con los cátodos utilizados para supercondensadores en un sistema híbrido. Según informes, el resultado ofrece una alta capacidad de almacenamiento y tasas de carga y descarga rápidas.
Múltiples posibilidades
El desarrollo de la batería híbrida se basó en mejorar la tasa de almacenamiento de energía de los ánodos de tipo batería y aumentar la capacidad relativamente baja de los materiales del cátodo de tipo supercondensador.
El equipo de investigación en KAIST utilizó dos estructuras metálico-orgánicas distintas para crear una síntesis optimizada de las baterías híbridas, lo que resultó en un material de ánodo con una cinética mejorada y un material de cátodo de alta capacidad.
El dispositivo de almacenamiento de energía de sodio-ion híbrida totalmente ensamblado reportadamente supera la densidad de energía de las baterías de iones de litio comerciales y coincide con las características de densidad de potencia de los supercondensadores. El Profesor Kang indica que esta nueva batería, con una densidad de energía de 247 Wh/kg y una densidad de potencia de 34.748 W/kg, podría ser utilizada en una variedad de industrias, incluyendo vehículos eléctricos, dispositivos electrónicos inteligentes y tecnologías aeroespaciales.
Los hallazgos de esta investigación, coautorizados por los candidatos doctorales de KAIST Jong Hui Choi y Dong Won Kim, fueron publicados en la revista internacional Energy Storage Materials con el atractivo título de "Low-crystallinity conductive multivalence iron sulfide-embedded S-doped anode and high-surface-area O-doped cathode of 3D porous N-rich graphitic carbon frameworks for high-performance sodium-ion hybrid energy storages."