La transición hacia la energía limpia se ejecuta con baterías, y estas baterías son a menudohecho de maneras no tan limpias.
La mayoría de las baterías actuales son baterías de iones de litio.centros de datosy redes eléctricas estacionarias para paneles solares y turbinas eólicas, así como en artículos cotidianos como teléfonos, computadoras portátiles y scooters eléctricos.
El litio requierecantidades masivas de aguaEl Instituto para la Investigación Energética estima que la producción de litio en la Unión Europea es superior a la producción total de litio en el mundo.
Por ejemplo, enChile, el segundo mayor productor mundial de litio, la industria utiliza un proceso de extracción de salmuera,que desvía agua dulce ya escasa de las comunidades indígenas locales y está causando graves daños a los ecosistemas de humedales frágiles cercanos.
Además, las baterías de iones de litio requieren metales pesados como el cobalto, el níquel, el manganeso y el cobre en sus cátodos, que atraen los iones del ánodo cuando la batería se descarga.
La mayor parte de las reservas mundiales de cobalto se encuentran en elRepública Democrática del Congo, donde las minas de litio explotan rutinariamente a los trabajadores, contaminan las fuentes de agua y liberan polvo y partículas tóxicas en el aire.
Aparte de las consideraciones éticas, la geopolítica plantea sus propios desafíos.domina el mercado, con el 68 por ciento de la capacidad mundial de refinación de cobalto, el 72 por ciento de la capacidad de refinación de litio y el 83 por ciento de la capacidad de fabricación de iones de litio.
Estas trampas hacen que científicos y empresas busquen fuentes alternativas de energía de la batería.
Pero hay un material barato, abundante y fácilmente disponible que está liderando la carrera para reemplazar el litio como el principal ingrediente de las baterías.
Sal. ¿Qué quieres?
Minería de sal en el lago salado Sambhar, Rajasthan, India.
Introduzca el sodio
Jean-Marie Tarascon, profesor de física y química del estado sólido en el Collège de France, ha creído en la superioridad del sodio durante al menos 15 años.
Como fundador y director de la red de investigaciónLas condiciones de los productos, dirigió un equipo que desarrolló una batería de iones de sodio en el Colegio y en la Universidad de Picardia.Considerando que Verne primero imaginó una batería de sal ficticia en su libro,Veinte mil leguas bajo el mar.
"En mi caso, el principal motor fue la sostenibilidad", dice Tarascon. "En 2010, era obvio que el mundo adoptaría baterías de iones de litio y que nos quedaríamos sin este recurso".
La decisión fue encontrar una alternativa, por lo que pasamos al sodio.
Las baterías de iones de sodio tienen un comportamiento químico similar a las baterías de iones de litio, aunque sin los impactos ambientales negativos, dice Shan Zhang,un investigador de la Universidad de Tecnología Chalmers en Gotemburgo¿Qué es esto?
El proceso de fabricación también es similar, lo que significa que realmente no es necesario probar la línea de producción tanto, añade.Puede utilizar las líneas de producción existentes y hacer algunos ajustes para la batería de sal.
Zhang dice que las baterías de sodio también son más seguras que sus contrapartes de litio y funcionan mejor a temperaturas extremas.
Las baterías de iones de litio han sido responsables de innumerables incendios, entre los que se destaca uno ocurrido enInstalación de almacenamiento de baterías de Californiaa principios de este año que ardió durante días y provocó la evacuación de alrededor de 1.200 residentes locales.
En 2024, Zhang dirigió unael estudioque examinó los futuros impactos climáticos de diferentes tipos de baterías de sal, centrándose en las emisiones de carbono.
Su equipo descubrió que para 2050, el uso de energía renovable para fabricar baterías podría reducir potencialmente su impacto climático en un 43 a 57 por ciento en comparación con los niveles de 2020.
El impacto climático disminuye cuanto más avanzamos en el futuro, desde los procesos de fabricación, la minería, así como los procesos anteriores, dice. Ocurre a lo largo de toda la cadena de producción.
Pero los productos químicos utilizados en el cátodo siguen siendo una preocupación, dice ella, y deberán abordarse con más inversión en investigación de baterías de iones de sodio.
Las baterías de iones de litio, como esta instalada en una MacBook, son mucho más ligeras que las baterías de sodio, lo que las hace difíciles de reemplazar en dispositivos electrónicos.Desaparición
Encontrar un nicho
Así que, ¿qué está impidiendo una mayor utilización de las baterías de iones de sodio?bajo precio del litio, manteniéndolo competitivo con el sodio.
Después de dispararse a un récord de USD 83.000 por tonelada en noviembre de 2022, elprecio del litioEl precio de los vehículos eléctricos ha estado cayendo desde entonces, alcanzando un mínimo de sólo USD 8.400 por tonelada el mes pasado, ya que las ventas de vehículos eléctricos (EV) han sido más lentas de lo esperado.
Otro obstáculo es que el sodio es menos denso que el litio, lo que significa que se necesita más espacio y energía para mantener la misma carga.
Esto da como resultado una batería más grande y pesada, que es menos que ideal en su coche o en su teléfono, por ejemplo.
En lugar de reemplazar completamente al litio, el sodio necesita encontrar sus aplicaciones de nicho donde el volumen y el peso no sean un problema, dice Zhang.
A medida que los científicos continúan trabajando en la mejora de su densidad de energía, un lugar adecuado para las baterías de iones de sodio es en los sistemas estacionarios de almacenamiento de energía,donde la energía puede almacenarse y descargarse cuando sea necesario para equilibrar la red eléctrica.
De hecho, Bloomberg New Energy Finance (BNEF) está actualmenteproyecciónuna cuota de mercado del 15 por ciento para las baterías de iones de sodio en el almacenamiento de energía para 2035, frente al 1 por ciento de hoy.
En los Estados Unidos, Natron Energy, con sede en Silicon Valley, está fabricando baterías de iones de sodio para su instalación en centros de datos y empresas de computación en la nube, así como cargadores rápidos para vehículos eléctricos.
Mientras tanto, en el Reino Unido, Faradion, una subsidiaria de India's Reliance New Energy Ltd., estáFabricación de baterías de iones de sodiopara el transporte, el almacenamiento y la energía de reserva.
Y en Francia, TIAMAT, empresa de la que Tarascon es asesor científico, inventó la primera batería de iones de sodio diseñada para su uso en un producto comercial: una batería de iones de sodio que se utiliza en elExcavadora eléctrica sin cable.
El fabricante chino Yadea está comenzando a vender ciclomotores eléctricos alimentados con sodio.Dispositivo eléctrico
Conducir con sal
Sin embargo, la mayor adopción de la batería de iones de sodio esChina.El país ya domina el mercado de baterías de iones de litio, que es una razón por la que ha hecho el cambio fácilmente, dice Zhang.
Las empresas chinas ya han invertido más de 7.600 millones de dólares en tecnología de iones de sodio, con 27 millones de dólares en el sector de la energía.nuevas instalaciones de producciónanunciado sólo en 2024.
Empresas como Yadea, HiNa y Contemporary Amperex Technology (CATL) están construyendo una ventaja competitiva en el mercado global de baterías de iones de sodio.Tomando otro gran paso en la industria de tecnología limpia del país.
Y a diferencia de sus contrapartes occidentales, ya están poniendo en circulación vehículos con motor de sodio.
Mientras que estos dos ruedas sólo tienen un alcance de unos 70 kilómetros, el fabricante ha construido estaciones de intercambio de baterías donde los propietarios pueden cambiar las baterías agotadas en menos de un minuto,en lugar de tener que esperar horas para recargarlos.
CATL, el mayor fabricante mundial de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía,Anunció un plan a principios de este año para producir en masa baterías de iones de sodio para camiones pesados y automóviles bajo una nueva marca llamadaNaxtra.
Las motocicletas eléctricas y los ciclomotores ya están ubicuos en China, con algunos55 millones vendidossólo en 2023.
Ahora, las incursiones del país en vehículos impulsados por baterías de sodio podrían crear un enorme potencial de expansión en todo el Sur Global, particularmente en Asia y África, dice Kate Logan,Director del Centro Climático de China y la diplomacia climática en la Universidad deBasado en.S.Instituto de Política de la Sociedad de Asia.
¢Debido a que el uso de vehículos de dos y tres ruedas se concentra en el Sur Global, estos mercados serán aún más importantes para las empresas chinasEn el caso de los países del Norte, el aumento de la demanda de electricidad se debe más a la demanda de electricidad que a factores como las tensiones comerciales y la falta de acceso a los mercados del Norte Global.Ella explica.
La conversión de estas bicicletas y trikes al por mayor a energía eléctrica en los mercados del Sur Global tendrá un impacto significativo tanto en las emisiones como en el uso de combustibles fósiles, agrega.
Por su parte, Tarascon ve un gran cambio en el tamaño de los automóviles durante la próxima década también en el Norte Global.
"Vamos a tener coches más pequeños en las ciudades, más taxis y más vehículos de corto alcance, así que automáticamente, la batería de iones de sodio tendrá un gran juego que jugar", dice.
Si miro hacia el futuro, esta tecnología sin duda mejorará, y creo que ganará una gran parte del mercado porque hay una gran demanda de energía de batería,y el ión de litio no puede hacer todo.
La transición hacia la energía limpia se ejecuta con baterías, y estas baterías son a menudohecho de maneras no tan limpias.
La mayoría de las baterías actuales son baterías de iones de litio.centros de datosy redes eléctricas estacionarias para paneles solares y turbinas eólicas, así como en artículos cotidianos como teléfonos, computadoras portátiles y scooters eléctricos.
El litio requierecantidades masivas de aguaEl Instituto para la Investigación Energética estima que la producción de litio en la Unión Europea es superior a la producción total de litio en el mundo.
Por ejemplo, enChile, el segundo mayor productor mundial de litio, la industria utiliza un proceso de extracción de salmuera,que desvía agua dulce ya escasa de las comunidades indígenas locales y está causando graves daños a los ecosistemas de humedales frágiles cercanos.
Además, las baterías de iones de litio requieren metales pesados como el cobalto, el níquel, el manganeso y el cobre en sus cátodos, que atraen los iones del ánodo cuando la batería se descarga.
La mayor parte de las reservas mundiales de cobalto se encuentran en elRepública Democrática del Congo, donde las minas de litio explotan rutinariamente a los trabajadores, contaminan las fuentes de agua y liberan polvo y partículas tóxicas en el aire.
Aparte de las consideraciones éticas, la geopolítica plantea sus propios desafíos.domina el mercado, con el 68 por ciento de la capacidad mundial de refinación de cobalto, el 72 por ciento de la capacidad de refinación de litio y el 83 por ciento de la capacidad de fabricación de iones de litio.
Estas trampas hacen que científicos y empresas busquen fuentes alternativas de energía de la batería.
Pero hay un material barato, abundante y fácilmente disponible que está liderando la carrera para reemplazar el litio como el principal ingrediente de las baterías.
Sal. ¿Qué quieres?
Minería de sal en el lago salado Sambhar, Rajasthan, India.
Introduzca el sodio
Jean-Marie Tarascon, profesor de física y química del estado sólido en el Collège de France, ha creído en la superioridad del sodio durante al menos 15 años.
Como fundador y director de la red de investigaciónLas condiciones de los productos, dirigió un equipo que desarrolló una batería de iones de sodio en el Colegio y en la Universidad de Picardia.Considerando que Verne primero imaginó una batería de sal ficticia en su libro,Veinte mil leguas bajo el mar.
"En mi caso, el principal motor fue la sostenibilidad", dice Tarascon. "En 2010, era obvio que el mundo adoptaría baterías de iones de litio y que nos quedaríamos sin este recurso".
La decisión fue encontrar una alternativa, por lo que pasamos al sodio.
Las baterías de iones de sodio tienen un comportamiento químico similar a las baterías de iones de litio, aunque sin los impactos ambientales negativos, dice Shan Zhang,un investigador de la Universidad de Tecnología Chalmers en Gotemburgo¿Qué es esto?
El proceso de fabricación también es similar, lo que significa que realmente no es necesario probar la línea de producción tanto, añade.Puede utilizar las líneas de producción existentes y hacer algunos ajustes para la batería de sal.
Zhang dice que las baterías de sodio también son más seguras que sus contrapartes de litio y funcionan mejor a temperaturas extremas.
Las baterías de iones de litio han sido responsables de innumerables incendios, entre los que se destaca uno ocurrido enInstalación de almacenamiento de baterías de Californiaa principios de este año que ardió durante días y provocó la evacuación de alrededor de 1.200 residentes locales.
En 2024, Zhang dirigió unael estudioque examinó los futuros impactos climáticos de diferentes tipos de baterías de sal, centrándose en las emisiones de carbono.
Su equipo descubrió que para 2050, el uso de energía renovable para fabricar baterías podría reducir potencialmente su impacto climático en un 43 a 57 por ciento en comparación con los niveles de 2020.
El impacto climático disminuye cuanto más avanzamos en el futuro, desde los procesos de fabricación, la minería, así como los procesos anteriores, dice. Ocurre a lo largo de toda la cadena de producción.
Pero los productos químicos utilizados en el cátodo siguen siendo una preocupación, dice ella, y deberán abordarse con más inversión en investigación de baterías de iones de sodio.
Las baterías de iones de litio, como esta instalada en una MacBook, son mucho más ligeras que las baterías de sodio, lo que las hace difíciles de reemplazar en dispositivos electrónicos.Desaparición
Encontrar un nicho
Así que, ¿qué está impidiendo una mayor utilización de las baterías de iones de sodio?bajo precio del litio, manteniéndolo competitivo con el sodio.
Después de dispararse a un récord de USD 83.000 por tonelada en noviembre de 2022, elprecio del litioEl precio de los vehículos eléctricos ha estado cayendo desde entonces, alcanzando un mínimo de sólo USD 8.400 por tonelada el mes pasado, ya que las ventas de vehículos eléctricos (EV) han sido más lentas de lo esperado.
Otro obstáculo es que el sodio es menos denso que el litio, lo que significa que se necesita más espacio y energía para mantener la misma carga.
Esto da como resultado una batería más grande y pesada, que es menos que ideal en su coche o en su teléfono, por ejemplo.
En lugar de reemplazar completamente al litio, el sodio necesita encontrar sus aplicaciones de nicho donde el volumen y el peso no sean un problema, dice Zhang.
A medida que los científicos continúan trabajando en la mejora de su densidad de energía, un lugar adecuado para las baterías de iones de sodio es en los sistemas estacionarios de almacenamiento de energía,donde la energía puede almacenarse y descargarse cuando sea necesario para equilibrar la red eléctrica.
De hecho, Bloomberg New Energy Finance (BNEF) está actualmenteproyecciónuna cuota de mercado del 15 por ciento para las baterías de iones de sodio en el almacenamiento de energía para 2035, frente al 1 por ciento de hoy.
En los Estados Unidos, Natron Energy, con sede en Silicon Valley, está fabricando baterías de iones de sodio para su instalación en centros de datos y empresas de computación en la nube, así como cargadores rápidos para vehículos eléctricos.
Mientras tanto, en el Reino Unido, Faradion, una subsidiaria de India's Reliance New Energy Ltd., estáFabricación de baterías de iones de sodiopara el transporte, el almacenamiento y la energía de reserva.
Y en Francia, TIAMAT, empresa de la que Tarascon es asesor científico, inventó la primera batería de iones de sodio diseñada para su uso en un producto comercial: una batería de iones de sodio que se utiliza en elExcavadora eléctrica sin cable.
El fabricante chino Yadea está comenzando a vender ciclomotores eléctricos alimentados con sodio.Dispositivo eléctrico
Conducir con sal
Sin embargo, la mayor adopción de la batería de iones de sodio esChina.El país ya domina el mercado de baterías de iones de litio, que es una razón por la que ha hecho el cambio fácilmente, dice Zhang.
Las empresas chinas ya han invertido más de 7.600 millones de dólares en tecnología de iones de sodio, con 27 millones de dólares en el sector de la energía.nuevas instalaciones de producciónanunciado sólo en 2024.
Empresas como Yadea, HiNa y Contemporary Amperex Technology (CATL) están construyendo una ventaja competitiva en el mercado global de baterías de iones de sodio.Tomando otro gran paso en la industria de tecnología limpia del país.
Y a diferencia de sus contrapartes occidentales, ya están poniendo en circulación vehículos con motor de sodio.
Mientras que estos dos ruedas sólo tienen un alcance de unos 70 kilómetros, el fabricante ha construido estaciones de intercambio de baterías donde los propietarios pueden cambiar las baterías agotadas en menos de un minuto,en lugar de tener que esperar horas para recargarlos.
CATL, el mayor fabricante mundial de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía,Anunció un plan a principios de este año para producir en masa baterías de iones de sodio para camiones pesados y automóviles bajo una nueva marca llamadaNaxtra.
Las motocicletas eléctricas y los ciclomotores ya están ubicuos en China, con algunos55 millones vendidossólo en 2023.
Ahora, las incursiones del país en vehículos impulsados por baterías de sodio podrían crear un enorme potencial de expansión en todo el Sur Global, particularmente en Asia y África, dice Kate Logan,Director del Centro Climático de China y la diplomacia climática en la Universidad deBasado en.S.Instituto de Política de la Sociedad de Asia.
¢Debido a que el uso de vehículos de dos y tres ruedas se concentra en el Sur Global, estos mercados serán aún más importantes para las empresas chinasEn el caso de los países del Norte, el aumento de la demanda de electricidad se debe más a la demanda de electricidad que a factores como las tensiones comerciales y la falta de acceso a los mercados del Norte Global.Ella explica.
La conversión de estas bicicletas y trikes al por mayor a energía eléctrica en los mercados del Sur Global tendrá un impacto significativo tanto en las emisiones como en el uso de combustibles fósiles, agrega.
Por su parte, Tarascon ve un gran cambio en el tamaño de los automóviles durante la próxima década también en el Norte Global.
"Vamos a tener coches más pequeños en las ciudades, más taxis y más vehículos de corto alcance, así que automáticamente, la batería de iones de sodio tendrá un gran juego que jugar", dice.
Si miro hacia el futuro, esta tecnología sin duda mejorará, y creo que ganará una gran parte del mercado porque hay una gran demanda de energía de batería,y el ión de litio no puede hacer todo.
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