Una pila de combustible de sodio es capaz de impulsar aviones capturando el carbono y superaría a las baterías de litio
Los científicos han desarrollado una celda de combustible de sodio que promete transformar el transporte aéreo, marítimo y ferroviario, superando a las baterías de litio en densidad energética.
La República en GoogleInvestigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han presentado una celda de combustible de sodio que podría cambiar el rumbo del transporte aéreo, marítimo y ferroviario. Este desarrollo, liderado por el profesor Yet-Ming Chiang y su equipo, supera en densidad energética a las baterías de litio y ofrece una solución con emisiones nulas. La innovación ya dio lugar a una startup, Propel Aero, que busca llevar esta tecnología al mercado.
El sistema se basa en una celda de combustible con sodio y aire, capaz de generar electricidad mientras transforma el sodio metálico y captura dióxido de carbono del ambiente, generando bicarbonato como subproducto. Esta pila no solo mejora la eficiencia energética, sino que también propone una alternativa viable a las baterías tradicionales, cuyo rendimiento se ha estancado en sectores que requieren alta densidad energética.
Un ejemplo de un prototipo a escala de laboratorio del sistema llamado celda de flujo. Crédito: Gretchen Ertl
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¿Cómo funciona la pila de combustible de sodio?
A diferencia de las baterías convencionales, esta tecnología funciona como una celda de combustible: sus materiales activos pueden recargarse mediante el reemplazo de cartuchos de sodio, en lugar de esperar a una recarga eléctrica. El sistema emplea sodio líquido, un material abundante y económico, en combinación con aire ambiente. La clave está en una delgada capa cerámica que permite el paso de iones de sodio, mientras que un electrodo poroso del lado del aire genera la reacción química que produce electricidad.
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En la imagen se muestra un vial de sodio metálico líquido fundido. Crédito: Gretchen Ertl
El diseño evita el contacto directo entre reactivos concentrados, lo que reduce los riesgos de reacción térmica, un problema común en baterías de alta energía. Durante pruebas de laboratorio, se alcanzaron más de 1.500 Wh/kg a nivel de celda individual, y alrededor de 1.000 Wh/kg a nivel de sistema. Esta cifra triplica la capacidad energética de las mejores baterías de ion-litio actuales, lo que posiciona esta celda como una verdadera batería alternativa al litio.
Un avance energético que permitiría el vuelo eléctrico
La celda de sodio para aviones eléctricos podría ser el motor que la aviación necesita para volverse eléctrica de forma masiva. Según Chiang, la meta de alcanzar 1.000 Wh/kg es fundamental para vuelos regionales —que representan el 80 % de los trayectos nacionales— y hoy es inalcanzable con baterías de litio. Esta tecnología de aviación eléctrica representa una vía más segura, ligera y eficiente para transportar energía en el aire.
Además de su uso en aeronaves, el equipo visualiza aplicaciones en trenes, barcos y drones agrícolas. La facilidad de recarga por cartucho, junto con la alta densidad energética, la hace ideal para energía limpia para transporte de larga duración y bajo costo. El prototipo inicial alimenta drones de gran tamaño y ya se trabaja en escalarlo para aplicaciones comerciales.
Cero emisiones y captura de carbono
Una de las características más destacadas de esta celda de combustible sin emisiones es su capacidad para capturar CO₂ del aire. A diferencia de los motores convencionales, sus residuos —óxidos de sodio— reaccionan con la humedad y el dióxido de carbono ambiental para formar bicarbonato de sodio, el mismo compuesto que se usa para hornear. Esta reacción se da de manera espontánea y sin necesidad de sistemas externos, aportando un beneficio ambiental adicional.
El uso de sodio, un elemento abundante y derivado de la sal común, también garantiza sostenibilidad a largo plazo, algo que no sucede con el litio, cuya extracción genera controversia ambiental. Además, su bajo punto de fusión (98 °C) permite su manipulación y recarga eficiente mediante cartuchos reutilizables.
