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Durante años, el azufre ha sido una promesa recurrente en el mundo de las baterías. Aparece una y otra vez en artículos científicos, casi siempre asociado al litio, como una forma de aumentar la densidad energética reduciendo costes.
El problema es conocido: su química caprichosa. El azufre reacciona, se transforma, genera compuestos intermedios indeseados y acaba degradando la batería antes de tiempo. Por eso, pese a décadas de investigación, las baterías de litio-azufre siguen siendo más una expectativa que una realidad comercial.
El giro interesante llega ahora desde un equipo de investigadores chinos que ha decidido dejar de luchar contra esa complejidad química y aprovecharla. En lugar de usar el azufre como material pasivo de almacenamiento, lo convierten en donante activo de electrones dentro de una batería sodio-azufre con cloro como actor clave. El resultado, al menos en condiciones de laboratorio, es llamativo: altísima energía por unidad de masa y un coste de materiales extraordinariamente bajo.
En la tabla periódica, el azufre se sitúa justo debajo del oxígeno, pero su comportamiento químico se aleja bastante del de su vecino más famoso. Comparte con él la capacidad de formar enlaces covalentes, esenciales en la bioquímica, pero añade una versatilidad poco habitual: puede aceptar o ceder electrones con relativa facilidad. Esa ambivalencia es justo lo que aquí se explota.
El azufre elemental forma estructuras de ocho átomos capaces de liberar hasta 32 electrones si se dan las condiciones adecuadas. Encontrar esas condiciones era el verdadero reto. La solución propuesta es sorprendentemente simple en diseño: un cátodo de azufre puro y un ánodo que no es más que una lámina de aluminio funcionando como colector de corriente. Nada de metales críticos ni estructuras complejas.
El electrolito es el tercer pilar del sistema. Mezclas altamente concentradas de cloruros de aluminio, sodio y cloro cumplen varias funciones a la vez: estabilizan el aluminio, facilitan el transporte iónico y aportan el cloro necesario para las reacciones del cátodo. Cuando la batería se descarga, el azufre pierde electrones y se transforma en tetracloruro de azufre, robando cloro del electrolito. Al otro lado, el sodio gana esos electrones y se deposita como metal sobre el aluminio. Un proceso elegante, pero que exige electrolitos no acuosos; el sodio metálico y el agua, ya se sabe, no se llevan bien.
Para que el sistema funcione de forma estable, los investigadores separaron los electrodos con fibra de vidrio y añadieron carbono poroso en el cátodo, evitando que los compuestos de azufre migren libremente por la batería. No es un detalle menor: esa difusión descontrolada ha sido la tumba de muchas químicas prometedoras.
Las pruebas confirman que el sodio se deposita realmente sobre el aluminio y que las reacciones del azufre pasan por intermediarios bien definidos. También se detectó un problema práctico: el cloruro sódico convencional tiende a precipitar, reduciendo la disponibilidad de sodio. Ajustar el electrolito será clave si se piensa en escalar la tecnología.
Aun así, los números impresionan. La batería soporta unos 1.400 ciclos antes de que la capacidad caiga de forma notable. Incluso tras 400 días en reposo, mantiene más del 95 % de la carga, un dato especialmente relevante para almacenamiento estacionario. Las tasas de carga rápidas aceleran la degradación, sí, pero eso no es ninguna rareza en el mundo real.
En términos de densidad energética, los valores teóricos superan los 2.000 Wh por kilogramo considerando ambos electrodos. Es cierto que esta cifra disminuirá al incluir todo el sistema completo, pero aun con correcciones realistas, el rendimiento podría situarse por encima de las actuales baterías de sodio-ion o sodio-azufre comerciales.
El otro factor diferencial es el precio. Según la estimación de los propios investigadores, el coste de materiales rondaría los 5 dólares por kWh, menos de una décima parte del coste actual de muchas baterías de sodio. Sin promesas grandilocuentes, sin marketing. Solo química básica, abundante y barata.
Si esta química logra escalarse de forma segura, su encaje natural está en redes eléctricas, microrredes rurales y almacenamiento de respaldo. Sistemas donde el coste por kWh manda más que la densidad extrema y donde la estabilidad a largo plazo es crucial.
También puede jugar un papel en países con pocos recursos para importar baterías caras, facilitando electrificación descentralizada y almacenamiento local de energía renovable. Tecnología menos exclusiva, más democrática.
No es una solución inmediata ni universal. Falta ingeniería, validación industrial y resolver retos de seguridad. Pero demuestra algo importante: hay margen para pensar distinto. Y en plena transición energética, contar con alternativas basadas en química simple, abundante y barata no es solo interesante. Es necesario.
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