La posibilidad de contar con coches eléctricos que recorran distancias mucho mayores, viviendas capaces de autoabastecerse de energía o móviles y portátiles que requieran menos recargas depende directamente de desarrollar baterías más eficientes, estables y duraderas. En este contexto, CIC energiGUNE, centro vasco de referencia en almacenamiento y conversión de energía electroquímica y térmica, ha consolidado en Euskadi una línea de investigación en baterías de sodio, una tecnología que comienza a abrirse paso en el mercado y que ofrece un importante potencial para reducir los costes del almacenamiento energético, diversificar el suministro de materias primas y facilitar la integración de energías renovables.

El centro comenzó a investigar en sodio en 2011 y, quince años después, cuenta con capacidades para diseñar nuevos materiales mediante simulación computacional, sintetizarlos y caracterizarlos, desarrollar electrodos, fabricar celdas y evaluar su comportamiento en formatos y condiciones más próximos a una futura aplicación industrial. “Nuestro objetivo es desarrollar baterías y condensadores de sodio-ion desde los inicios hasta los prototipos preindustriales”, explica Jon Ajuria, responsable de la línea de investigación de sodio de CIC energiGUNE. “Comenzamos modelizando los materiales y diseñándolos mediante simulaciones computacionales. Una vez identificados aquellos con mayor potencial, nos centramos en su síntesis, teniendo siempre presente que esos materiales puedan industrializarse o escalarse algún día”.

Principales fortalezas y uso

A la hora de analizar las principales ventajas de las baterías de sodio, cabe destacar la abundancia de esta materia prima, que permite reducir la dependencia de materiales críticos y ofrece un importante potencial para abaratar los costes de fabricación. Además, favorece el desarrollo de soluciones de almacenamiento energético más sostenibles y con cadenas de suministro diversificadas.

Su excelente comportamiento a bajas temperaturas es otro de los elementos a destacar: es capaz de mantener más del 90 % de su capacidad incluso a -40 °C. Asimismo, algunas tecnologías presentan un potencial de larga vida útil y elevado número de ciclos de carga y descarga, características especialmente relevantes para su utilización en sistemas de almacenamiento energético. Conviene señalar asimismo que las citadas baterías tienen una probabilidad de incendio prácticamente notablemente inferior a las convencionales. Entre sus posibles ámbitos de aplicación destacan el almacenamiento estacionario de energía renovable, los vehículos eléctricos urbanos y determinados equipos industriales. Aunque todavía deben mejorar sus prestaciones y competitividad, su desarrollo permitirá ampliar las soluciones disponibles para responder a las diferentes necesidades de la transición energética.

Más información en https://cicenergigune.com/es/blog/bateria-sodio-aplicaciones

Una línea de investigación iniciada en 2011

La investigación de CIC energiGUNE en tecnologías de sodio comenzó hace 15 años, cuando las baterías de ion-sodio todavía tenían una presencia limitada dentro del sector.

En 2013, apenas dos años después, el centro organizó en Vitoria-Gasteiz el 1st Symposium on Na Batteries, el primer simposio internacional específicamente dedicado a las baterías de sodio. El encuentro reunió a más de un centenar de participantes procedentes de 13 países. Desde entonces, esta tecnología ha evolucionado desde la investigación fundamental hacia sus primeras aplicaciones comerciales. En 2026 ya están llegando al mercado las primeras baterías de ion-sodio, principalmente de fabricantes asiáticos, y comienzan a desarrollarse también las primeras iniciativas de producción en Europa.

Este avance coincide con un incremento de la demanda mundial de sistemas de almacenamiento energético y con la búsqueda de tecnologías que permitan diversificar las materias primas utilizadas en la fabricación de baterías. Las baterías de sodio no plantean, sin embargo, una sustitución generalizada de las de ion-litio. Ambas tecnologías presentan prestaciones diferentes y pueden responder a necesidades distintas.
 
Mientras el ion-litio mantiene ventajas en aplicaciones donde la densidad energética es determinante, el sodio puede ofrecer alternativas en ámbitos en los que tengan mayor peso factores como el coste, la disponibilidad de materias primas, la seguridad o la potencia.

“El futuro del almacenamiento energético no dependerá de una única tecnología, sino de disponer de diferentes soluciones adaptadas a cada aplicación. Las baterías de sodio tienen un gran potencial en aquellos sectores donde el coste, la disponibilidad de materias primas y la sostenibilidad son factores decisivos. En CIC energiGUNE llevamos quince años trabajando para mejorar sus prestaciones y acercar esta tecnología a su aplicación industrial”, explica Jon Ajuria.

Del diseño de materiales al prototipo preindustrial

La investigación desarrollada por CIC energiGUNE cubre las distintas etapas necesarias para avanzar desde un nuevo material hasta su integración en una celda. El trabajo comienza con la modelización computacional, que permite estudiar y seleccionar materiales antes de abordar su síntesis. Posteriormente, los materiales se producen y caracterizan para analizar su estructura y su comportamiento electroquímico. El siguiente paso es su incorporación a los electrodos. CIC energiGUNE trabaja en esta etapa mediante procesos diseñados teniendo en cuenta tanto la sostenibilidad como sus posibilidades posteriores de escalado.

“Una vez tenemos el material, lo integramos en las baterías y para ello desarrollamos los electrodos mediante procesos sostenibles”, señala Ajuria. El centro dispone además de instalaciones para el escalado de materiales y la fabricación de celdas en diferentes formatos. Estas capacidades permiten comprobar el comportamiento de los materiales al aumentar la escala y avanzar desde las primeras pruebas de laboratorio hacia prototipos preindustriales.

La actividad no se limita a las baterías convencionales de ion-sodio. CIC energiGUNE investiga también baterías de sodio de estado sólido, nuevos materiales de electrodo y electrolitos y su integración en celdas completas. La línea incluye asimismo condensadores de ion-sodio, orientados a combinar una mayor capacidad de almacenamiento de energía con características de potencia y rapidez de carga y descarga propias de los supercondensadores. De esta forma, CIC energiGUNE aborda diferentes soluciones de almacenamiento basadas en sodio y cubre su desarrollo desde la investigación de materiales hasta las fases de prototipado previas a su posible industrialización.

Video de la investigación: https://youtu.be/YZYY5ZbYThk