Una investigación innovadora de la Universidad de Ciencias de Tokio demuestra que las baterías de iones de sodio (Na-ion) pronto podrían reemplazar a las de iones de litio (Li-ion) en aplicaciones que exigen carga rápida, alta densidad de energía y mayor seguridad. Los hallazgos, publicados en Chemical Science el 15 de diciembre de 2025, indican que estas baterías de próxima generación pueden superar limitaciones clave que han estancado una adopción más amplia de la tecnología de iones de Na.
Las limitaciones de los iones de litio y el auge de los iones de sodio
Durante años, las baterías de iones de litio han dominado el mercado del almacenamiento de energía y alimentan desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Sin embargo, las baterías de iones de litio conllevan riesgos inherentes: son propensas a sufrir fugas térmicas (sobrecalentamiento incontrolable y posibles incendios), y su dependencia del litio, un recurso geográficamente concentrado, genera preocupaciones en la cadena de suministro.
Las baterías de iones de Na ofrecen una posible solución. El sodio es mucho más abundante y más barato que el litio, y las baterías de iones de Na son inherentemente más estables. El desafío, hasta ahora, ha sido lograr un rendimiento comparable al del Li-ion en términos de velocidad de carga y densidad de energía.
Cómo funciona el avance
El equipo de la Universidad de Ciencias de Tokio se centró en el carbono duro (HC), un material conocido por su capacidad para almacenar rápidamente iones de sodio. Sin embargo, los intentos anteriores de maximizar las tasas de carga se vieron obstaculizados por “atascos” dentro del electrolito de la batería: los iones se atascaban cuando ingresaban al HC.
Para resolver esto, los investigadores combinaron HC con óxido de aluminio, creando un electrodo combinado que permitía que los iones fluyeran libremente. Esto permitió que los iones de sodio ingresaran a HC a velocidades comparables a las que los iones de litio ingresan al grafito en una batería de iones de litio.
El hallazgo clave es que los iones de sodio requieren menos energía para agruparse dentro de los poros microscópicos del HC, lo que significa que, en teoría, las baterías de iones de Na pueden cargarse más rápido que las baterías de iones de Li. Esto es importante porque aborda una barrera de larga data para la comercialización de iones de Na.
Implicaciones en el mundo real y ventajas de seguridad
Este avance tiene importantes implicaciones para el almacenamiento de energía. Los sistemas de baterías a escala de red, que requieren capacidades de descarga rápida para la integración de energías renovables, se beneficiarán enormemente. Las baterías de iones de Na de carga rápida también podrían mejorar el almacenamiento de energía en vehículos eléctricos y otras aplicaciones de alta demanda.
Más importante aún, las baterías de iones de Na son significativamente más seguras que sus contrapartes de litio. Como lo destacan estudios de la Universidad Islámica de Tecnología, la Universidad Estatal de Idaho y la Universidad de Waterloo, los iones de sodio son menos propensos a las reacciones descontroladas que hacen que las baterías de iones de litio se quemen o exploten.
La seguridad contra incendios es una preocupación fundamental: el Consejo Nacional de Jefes de Bomberos del Reino Unido ha advertido sobre el “riesgo de incendio significativo” que plantean los sistemas de almacenamiento de energía con baterías de iones de litio, que pueden arder durante horas o incluso días una vez encendidos. Las baterías de iones de Na, por el contrario, ofrecen una alternativa mucho más estable.
“Nuestros resultados demuestran cuantitativamente que la velocidad de carga de un SIB que utiliza un ánodo HC puede alcanzar velocidades más rápidas que la de un LIB”, afirmó Shinichi Komaba, autor principal del estudio.
Esta investigación subraya que el futuro del almacenamiento de energía puede estar en el sodio, ya que ofrece una combinación convincente de rendimiento, rentabilidad y seguridad mejorada.
