Davant la creixent demanda de sistemes d'emmagatzematge d'energia, les bateries de ions de liti d'alt rendiment s'han tornat imbatibles al mercat. Però l'impacte ambiental i la distribució desigual dels recursos de liti plantegen interrogants. Els seus “cosins”, les bateries de ions de sodi, semblen ser una alternativa prometedora donada l'abundància i distribució més homogènia del sodi. Els diferents materials possibles per fer elèctrodes són, per tant, objecte de nombrosos estudis per aconseguir augmentar-ne el rendiment, la potència i les densitats energètiques. En particular, els materials anomenats NaSICON (conductor superiònic de sodi), compostos de sodi, vanadi i fosfat, estan atraient un gran interès com a materials per a elèctrodes positius perquè tenen una estructura cristal·lina particularment robusta.

Un equip internacional de científics en col·laboració amb l'empresa Tiamat ha publicat recentment a la revista Nature Materials el descobriment d'un nou compost de la família NaSICON amb més densitat energètica. Per fer-ho, van sintetitzar i aïllar químicament fases fins aleshores inexplorades, amb la fórmula general Na_xV₂(PO₄)₃ , sent x entre 1,5 i 2,5. Aquests compostos es van obtenir mitjançant un innovador mètode de síntesi en estat sòlid a una temperatura de 500 °C. A diferència dels materials estàndard, aquestes noves composicions tenen mecanismes d'extracció/inserció de sodi monofàsics, fet que garanteix una variació contínua del voltatge durant l'ús. Això dona com a resultat un augment del 15% en la densitat energètica teòrica, de 396 Wh/kg a 458 Wh/kg.

Aquests descobriments obren el camí per a elèctrodes més eficients i bateries més efectives que puguin competir amb les tecnologies actuals i alhora ser més respectuoses amb el medi ambient. S'obre un camp més ampli d'aplicacions per a les bateries de ions de sodi i, alhora, en reforça el potencial com a reemplaçament sostenible de les bateries de liti.

L'estudi ha estat realitzat per científics de l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP), del Laboratoire de réactivité et de chimie des solides (CNRS/Université de Picardie Jules Verne), de la National University of Singapore, la University of Houston i el Sincrotró ALBA, en concret la línia de llum MSPD.

Referència: Obtaining V₂(PO₄)₃ by sodium extraction from single-phase Na_xV₂(PO₄)₃ (1 < x < 3) positive electrode materials. Sunkyu Park, Ziliang Wang, Kriti Choudhary, Jean-Noël Chotard, Dany Carlier, François Fauth, Pieremanuele Canepa, Laurence Croguennec & Christian Masquelier. Nature Materials (2024). https://doi.org/10.1038/s41563-024-02023-7