Gaur egun, energia-biltegiratzearen zientziaren erronka da material seguruagoak eta ekonomikoagoak aurkitzea eta garatzea; gaitasun eta ezaugarri hobeak dituzten bateriak lortzeko borrokak material berriak eta aurreratuagoak ikertzeko beharra sortzen du.

Merkatuan nagusi diren energia metatzeko teknologietako bat, edo bateriak, auto elektrikoetan eta gailu elektronikoetan, hala nola telefono mugikorretan eta ordenagailu eramangarrietan,  erabiltzen diren litio-ioizko bateriak dira. Litio-ioizko bateriek energia-ahalmen handia dute, eta erraz ekoizten dira. Hala ere, litio-erreserbak mugatuak dira, eta litioa falta izatea edo haren prezioa nabarmen igotzea gerta liteke edozein unetan.

Ildo horretatik, “lan hau sodio baterietan oinarritu da. Sodioa,  litioarekin alderatuta energia-dentsitate txikiagoa duen arren, kostu txikiagoko bateriak sortzeko erabil daiteke, sodioa hainbat iturritatik atera baitaiteke, hala nola itsas uretik”, adierazi du Asier Fernández de Añastro Arrietak, UPV/EHUko Kimika Industrial Aplikatua saileko ikertzaileak eta POLYMATeko ikertzaileak.

“Sodio baterietarako material polimeriko berriak aztertzea da tesi honen helburu nagusia. Bateria batek hiru osagai ditu: katodo edo polo positibo bat, anodo edo polo negatibo bat eta bi elementu horiek bereizten dituen material iragazkorra, alegia, elektrolitoa. Elektrolitoak bi funtzio nagusi ditu; horietako bat katodoaren ioiak anodora hedatzen laguntzea da, eta, hala, bateria kargatu edo deskargatu ahal izango dugu. Zenbat eta ioi gehiago zabaldu, orduan eta karga azkarragoa eta eraginkorragoa izango da. Bateriako elektrolitoaren beste funtzioak gailuaren segurtasunarekin du zerikusia. Oso garrantzitsua da elektrolitoak katodoa eta anodoa fisikoki bereiztea, eta bateriaren bizitza baliagarri osoan bereizita edukitzea; izan ere, katodoaren edo anodoaren arteko kontaktuak (elektrolitoa apurtzen den kasuetan, esaterako) edo elektrolitoaren ihes batek akatsak, gainberotzeak eta, muturreko kasuetan, leherketak eragin ditzake auto baten baterian edo telefono mugikor batean, zenbait alditan ikusi den bezala”, azaldu du ikertzaileak.

Horregatik, “lan honetan elektrolito gisa diharduten mintz polimerikoak garatu ditugu. Baina ez edozein elektrolito polimeriko, ionogelak baizik. Ionogelak polimeroen ezaugarri onenak —malgutasuna, kostu baxua eta arintasuna— eta likido ionikoen prestazio onenak konbinatzen dituzten materialak dira”, dio Fernández de Añastrok. “Likido ionikoak, aldi berean —jarraitzen du—, ioiak barreiatzeko gaitasun handia duten likidoak dira, eta ia suaren aurkako likidoak dira”.

“Ikerketan zehar, propietate desberdinak dituzten eduki likido handiko — % 50etik % 90era— zenbait ionogel mota sintetizatzeko gai izan gara, metodo fisiko-kimikoak erabiliz. Gainera, material horiek bateria errealen prototipoetan erabili ditugu, hala nola botoi-piletan, eta beren gaitasuna eta funtzionamendu egokia egiaztatu ditugu”, azpimarratu du UPV/EHUko ikertzaileak.

Ikertzaileak nabarmendu duenez, "gaur egun likido ionikoak oso garestiak dira; gure mugikor guztietan dauden elektrolito likido konbentzionalak askoz merkeagoak dira". Nolanahi ere, “azken urteotan ikusi da likido ionikoek propietate bikainak dituztela industrian hainbat aplikaziotarako. Beraz, garestiak badira ere, haien aplikazioek justifikatzen badute, agian merkatuan aurki ditzakegu etorkizun hurbilean”, dio Asier Fernández de Añastrok.

Informazio osagarria

Ikerketa hau Asier Fernández de Añasro Arrieta (Vitoria-Gasteiz, 1991) doktore-tesiaren barnean egin da. Doktore-tesiaren izenburua Ionogels for sodium rechargeable batteries da, eta David Mecerreyes POLYMATeko zuzendariordeak zuzendu du. Doktore-tesia batik bat POLYMATen egin da, Australiako Deakin Unibertsitatearekin elkarlanean.