Metal-airezko bateriak etorkizun handiko teknologia dira egungo litio-ioizko bateria konbentzionalen ordezko izateko. Metal-airezko bateriek dituzten abantailen artean, garrantzitsuena da litio-ioizko bateriek baino energia-dentsitate handiagoa dutela; beraz, halako bateriek autonomia handiagoa emango liokete ibilgailuari. Horiei esker, auto-fabrikatzaileen kezka handienetako bat, hala nola autonomia, nabarmen gutxitzea lortuko litzateke.

“Metal-airezko bateriak jasangarrienetakoak dira, erabiltzen diren materialek ingurumena gehiago zaintzen baitute. Bateria horiek airetik oxigenoa hartzen dute, elektrizitatea sortzeko prozesu elektrokimikoak egiten dituzte eta bateria berriz kargatu behar denean oxigenoa igortzen dute; hau da, oxigenoa kontsumitzen dute eta oxigenoa askatzen dute. Horregatik, arnasten duten bateriak ere esaten zaie”, esan du Idoia Ruiz de Larramendi UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Organiko eta Ez-organikoko saileko ikertzaileak.

Hala ere, “dena ez da abantaila. Bateria horiekin lotutako arazoetako bat ziklabilitate eskasa dutela da, hau da, karga eta deskarga ziklo gutxi egiten dituztela”, dio Ruiz de Larramendik. Hori dela eta, “ikerketa-lan honetan elektrolitoen diseinuan oinarritu gara, ondoren elektrolito horiek sodio-airezko baterietan ezartzeko. Gaur egun, merkatuko bateria gehienak litio-ioizkoak dira. Dena den, litioa oparotasun mugatuko metala da herrialde gutxi batzuetan soilik aurki dateke; beraz, azken urteotan sodioan oinarritutako bateriak garatzeko interesa piztu da, sodioa elementu ugariagoa, merkeagoa eta iraunkorragoa delako”, adierazi du UPV/EHUko ikertzaileak.

“Elektrolitoak mugitzen ditu ioiak bateriaren barruan. Beraz, mugikortasun hori ahalik eta onena izatea lortu nahi izan dugu. Horretarako, bi gehigarrirekin lan egin dugu: tetrabutilamonioa (TBA) eta zesioa (Cs), eta horiek oxigeno-anioiak bateriatik mugitzeko duten potentziala neurtu dugu. Bi katioiak tamaina handiko ioiak dira, elektrolitoan ditugun sodio katioiak baino handiagoak. Kimikaren printzipioak aplikatuz eta azterketa teorikoetan oinarrituz, oxigeno-anioiak hobeto elkartuko zirela uste genuen, eta horrela izan da bi kasuetan”, dio Idoia Ruiz de Larramendik. “Hala ere, egiaztatu dugu —jarraitzen du— zesio-katioiek potentzial handiagoa dutela eta TBA katioiak baino eraginkorragoak direla, Cs-aren karga eskuratzea errazagoa delako oxigenoarentzat. Zesio-gatz bat gehitzean, ziklabilitatea hobetzea lortu dugu;  90 karga-deskarga egiteko gai da bateria. Kopuru txikia dirudi baina aurrerapauso handia da gailu horiek etorkizunean merkaturatzeko bidean”.

Diziplina anitzeko taldearen arabera, “elektrolitoaren diseinu egokiari esker, sodio-airezko bateriak optimiza daitezke. Jakina, hobetu egin daiteke, eta horretan lanean jarraitu behar dugu, baina urrats garrantzitsua da ikerketa-lan hau. Izan ere, elektrolitoan zesio-gatz bat eranstea bezalako estrategia sinple baten bidez, nabarmen hobetzen dugu haren ziklabilitatea, eta, horri esker, autonomia handiagoko ibilgailu elektrikoen belaunaldi berri batekin amets egin dezakegu”.