La industria energética, patas arriba: investigadores de Australia logran una pila de sodio que dura más de 5000 horas

La transición energética pide a gritos soluciones que acompañen el crecimiento de la generación solar y eólica. En ese escenario, la pila de sodio aparece cada vez con más fuerza como una alternativa viable para el almacenamiento estacionario, especialmente en redes eléctricas que dependen de fuentes intermitentes.

Durante años, el debate se centró en el coste y en los riesgos asociados a las baterías convencionales. Ahora, nuevos desarrollos en laboratorio vuelven a colocar a la pila de sodio en el centro de la conversación tecnológica, no solo por su composición, sino también por su rendimiento sostenido y por el impacto potencial que podría tener en la infraestructura energética global.

Así es la pila de sodio que crearon en Australia: dura más de 5000 horas

El desarrollo de una pila de sodio con más de 5.000 horas de funcionamiento continuo marca un punto de inflexión para la industria energética. El prototipo fue construido por ingenieros de la Universidad de Queensland y está orientado a bancos de baterías para almacenamiento de energía renovable en la red eléctrica.

Los ensayos de laboratorio demostraron que el sistema mantiene su operatividad durante largos periodos gracias a un núcleo sólido, con un comportamiento similar al plástico, que sustituye a los electrolitos líquidos tradicionales. Cada uno de estos hallazgos fueron publicados en la revista ‘Journal of the American Chemical Society’.

Esta elección reduce de forma significativa el riesgo de sobrecalentamiento y elimina uno de los puntos críticos de las baterías convencionales.

Así, el cambio del litio por sodio, un elemento mucho más abundante, apunta además a una reducción de costes y a una menor dependencia de cadenas de suministro concentradas en pocos países. En este contexto, la pila de sodio se perfila como una opción técnica alineada con las necesidades de los sistemas eléctricos modernos.

¿Por qué las pilas de sodio ganan interés frente a las de litio?

El sodio se encuentra justo debajo del litio en la tabla periódica, pero su disponibilidad es muy superior. Está presente en fuentes comunes como la sal marina o depósitos minerales ampliamente distribuidos. Esta característica despertó el interés de numerosos grupos de investigación que analizan su potencial para proyectos de almacenamiento a gran escala.

El trabajo fue liderado por el doctor Cheng Zhang, del Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología. Su línea de investigación se centra en baterías de estado sólido que combinan electrolitos más seguros con metales de bajo coste como el sodio.

Según explicó el propio investigador, «la mayoría de las baterías utilizan electrolitos líquidos, pero estos líquidos son inflamables y pueden sobrecalentarse».

Además, las baterías de sodio convencionales suelen presentar un problema técnico relevante: la formación de dendritas, pequeñas estructuras metálicas que atraviesan las capas internas, provocan cortocircuitos y reducen la vida útil. El nuevo enfoque intenta resolver este obstáculo desde la base del diseño del material.

Diseño molecular y seguridad en la pila de sodio

El equipo australiano no se limitó a cambiar un componente por otro. La clave estuvo en rediseñar el electrolito a nivel molecular. El material desarrollado es un copolímero en bloque, una cadena larga formada por dos segmentos distintos. Uno de ellos captura los iones de sodio, mientras que el otro mantiene una estructura fluorada que no resulta inflamable.

Cuando el material se procesa de forma adecuada, adopta una estructura cúbica tridimensional con cavidades interconectadas.

Estas cavidades crean canales internos que permiten el movimiento de los iones sin ofrecer un camino para que crezcan filamentos metálicos. El resultado es una pila de sodio más estable, capaz de operar sin pérdidas bruscas de capacidad.

En las pruebas realizadas con cátodos de fosfato de sodio y vanadio, la batería conservó más del 91% de su capacidad inicial tras 1.000 ciclos de carga y descarga acelerados, incluso a temperaturas elevadas en cámara de ensayo.

¿Cuál será el papel de estas pilas en la red eléctrica del futuro?

A diferencia de muchas baterías de litio, la pila de sodio no requiere cobalto ni níquel en sus cátodos. Esta característica reduce la presión sobre sectores mineros asociados a problemas ambientales y laborales.

A su vez, para las redes eléctricas que integran energías renovables, las baterías estacionarias cumplen un rol clave al compensar las caídas de generación durante la noche o en periodos sin viento.

Las pilas de sodio con alta estabilidad pueden instalarse en sistemas de gran tamaño, ubicados en subestaciones, donde almacenan electricidad y la liberan cuando la demanda lo exige. Además, la amplia disponibilidad del sodio permite que países sin reservas de litio desarrollen sus propios proyectos energéticos.

Los próximos pasos recaerían en mejorar el rendimiento de estas baterías a temperatura ambiente, ya que muchos ensayos se realizan en condiciones elevadas para facilitar el movimiento iónico. «Este tipo de rendimiento a largo plazo es esencial para el almacenamiento energético a nivel de red», afirmó Zhang.