Energia-kontsumoa handitzen ari da etengabe, erregai fosiletan oinarritzen den energiarena batez ere, eta, horren ondorioz, ingurumen-arazo larriak sortzen ari dira. Horri aurre egiteko aukera ona izan litezke energia berriztagarriak, baina haien aldizkakotasunak zaildu egiten du energia horien erabilera eta, beraz, gero eta beharrezkoagoak dira elektrizitatea biltegiratzeko gailuak. Biltegiratze elektrokimikoko sistemak, oro har, eta bateriak, bereziki, dira eragozpen horri aurre egiteko irtenbiderik onenak. “Merkaturatu zirenetik, litio-ioizko bateriak (Li-ion) izan dira merkatuko teknologia nagusia. Nolanahi ere, litio-ioizko teknologiaren ordezko izan daitezke sodio-ioizko bateriak (Na-ion), aplikazio geldikorretarako, baldin eta gailuaren pisua ez bada oso garrantzitsua; izan ere, sodioa litioa baino merkeagoa da, ugariagoa da eta banaketa homogeneoagoa du”, adierazi du Paula Sánchez ikertzaileak.

Sodioak litioaren antzeko propietate kimikoak dituen arren, ezin da litio-ioizko teknologiara zuzenean transferitu. Hartara, beharrezkoa da sodio-baterietarako material bateragarri berriak bilatzea. Mota horretako baterietako material anodikoak izan ditu ardatz UPV/EHUko ikerketak.

Bi baldintza betetzen dituen material berritzailea

Batetik, ligninatik eratorritako hard carbon materialak garatu dituzte lan honetan (landareetan dagoen biopolimeroa da lignina, eta ez da jatekoa). Material horiek sintetizatzeko, likore beltzetik —papergintzako hondakinetako bat— bakandu da lignina. Sintesia optimizatzeko, ikatzen propietate elektrokimikoak hobetzera jo da, haien purutasuna hobetuz. Horretarako, zenbait karakterizazio-teknika erabili dira, ikatz-materialen propietate fisiko-kimikoak eta propietate elektrokimikoak korrelazionatu ahal izateko. Izan ere, Sánchezen arabera, material aitzindaria oso merkea denez, erraz sintetizatzen denez, ez denez toxikoa eta elektrizitatea gordetzeko gaitasun handi samarra dutenez, “etorkizun handia ikusten zaie hard carbon materialei, sodio-ioizko baterietarako material anodiko gisa”.

Halaber, kostu baxuko material anodiko polimeriko batzuk garatu dituzte, erraz sintetizatzen direnak eta seguruak. Horrez gainera, badute beste abantaila handi bat: aglutinatzaile gisa erabili ahal izatea. “Bateria bat maila industrialean egiten denean, beharrezkoa izaten da elektrodoak propietate mekaniko egokiak izatea. Horretarako, normalean, aglutinatzaile bat gehitu behar izaten zaio, baina horrek bateriaren pisuan eragiten du eta, ondorioz, txikiagotu egiten da bateriaren dentsitate energetikoa”, azaldu du Sánchezek. Beraz, aglutinatzaile-edukia ahalik eta gehien txikitzeko joera izaten da. Ikerketa honetan, “material berritzaile bat lortu dugu: polimero aglutinatzaile bat. Bateriaren pisua zertxobait handitzen duen arren, sodio-ioiak edukitzeko gaitasuna ere badu (alegia, anodo gisa ere jokatzen du), eta, hala, gehiegizko pisua arindu egiten da neurri batean polimero berritzaile horrek duen aparteko gaitasunarekin”, gehitu du Paula Sánchezek.

Lortutako emaitzak kontuan hartuta, ikertzaileak dioenez, “komunitate zientifikoaren zati handi bat ari da gaur egun sodio-ioizko bateriak ikertzen, aplikazio geldikorretarako merkatuan dauden litioi-ioizko baterien lehiakide izan baitaitezke laster”.

Informazio osagarria

Ikerketa hau Paula Sánchez Fontecobaren (Barakaldo, 1987) tesiaren barnean egin da. Tesiaren izenburua Advanced anode materials for sodium ion batteries da, eta tesian gidari izan ditu Teófilo Rojo doktore, CIC Energiguneko zuzendari zientifiko eta UPV/EHUko Kimika Ez-organikoa saileko katedraduna eta Elizabeth Castillo doktore eta Cambridgeko Unibertsitateko doktoretza osteko ikertzailea.