Una batería con un electrodo que no quiere soltar la carga exprés

Original: "Case study of an exploratory high voltage NASICON-based Na$$_4$$NiCr(PO$$_4$$)$$_3$$ cathode material for sodium-ion batteries"
arXiv:2601.07012 · 2026-01-11 · CC BY 4.0 · 1 min
Un nuevo material para baterías de sodio acumula carga, pero no sabe devolverla.

Una hucha en la que las monedas caen fácilmente, pero solo se pueden sacar rompiéndola. Algo parecido ocurre con un nuevo material para baterías de sodio. Acepta con gusto los iones de sodio durante la carga, pero al descargarse apenas devuelve nada.

El material con fórmula Na4NiCr(PO4)3 pertenece a la familia NASICON: son estructuras de armazón donde los iones de sodio pueden viajar por una red tridimensional de canales. Los cálculos mostraron que la barrera para el movimiento de los iones es baja: solo 0,468 electronvoltios, aproximadamente la energía del movimiento térmico a temperatura ambiente. Es decir, los iones podrían moverse libremente.

Durante la carga, el material acumula carga a un voltaje de unos 4,5 voltios, lo cual es mucho para baterías de sodio. Pero al descargarse, devuelve solo una fracción diminuta.

Tras un ciclo de carga y descarga, la red cristalina permaneció intacta y los cálculos mostraron que los iones de sodio aún pueden migrar. Entonces, el problema no está en el movimiento de los iones. Más bien, la culpa la tiene la mala conductividad electrónica: los electrones no pueden llegar a los lugares donde están los iones para completar la reacción.

Es como si en una casa las tuberías de agua funcionaran, pero la bomba no. El agua (los iones) está, las tuberías (los canales) están bien, pero sin la bomba (los electrones) no fluye.

Para que este material funcione, hay que mejorar su conductividad electrónica, por ejemplo, añadiendo impurezas o modificando la estructura. Entonces la hucha no solo aceptará, sino que también devolverá.

El sodio es el sexto elemento más abundante en la corteza terrestre y se puede extraer del agua de mar. Por eso, las baterías de sodio se consideran una alternativa más barata a las de litio.

Científicos
Leo Esaki
Conceptos
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