Retrato de Razane Bousnobra, estudiante de doctorado
Baterías más seguras gracias al vidrio: entrevista con Razane Bousnobra
En el laboratorio CERAMATHS de la UPHF, Razane Bousnobra investiga nuevos electrolitos sólidos para diseñar baterías de iones de litio y de iones de sodio más seguras. Entrevista con una joven investigadora apasionada por los retos energéticos.
De Argelia a Le Mans: un recorrido guiado por la curiosidad
Razane comienza su trayectoria en Argelia, tras obtener el bachillerato científico en ciencias naturales. Se decanta por las ciencias de la materia en Le Mans, donde cursa la licenciatura en Química antes de especializarse en química de materiales inorgánicos.
Fue durante sus primeras prácticas de máster cuando descubrió el mundo de las baterías, trabajando en los electrodos positivos y negativos. En él vio un campo que da respuesta a los retos energéticos actuales. Sus prácticas de máster 2, dedicadas durante seis meses a los electrolitos para baterías, confirmaron su interés. «Descubrir cómo funcionan las baterías me apasionó». Entonces decidió orientar su tesis hacia las tecnologías de iones de litio y de sodio.
Sustituir el líquido por vidrio
Hoy en día, la mayoría de las baterías utilizan un electrolito líquido compuesto por una sal disuelta en un disolvente orgánico. Aunque eficaz, esta solución presenta, no obstante, algunos riesgos: el líquido puede ser inflamable y producir fugas. Esta es una de las limitaciones a las que la investigación de Razane pretende dar respuesta.
Su tesis se centra en los electrolitos sólidos vítreos a base de azufre, que contienen litio o sodio. Estos materiales son prometedores para sustituir a los electrolitos líquidos, sobre todo gracias a su alta conductividad iónica. Sin embargo, presentan un inconveniente importante: su gran sensibilidad a la humedad.
Para remediarlo, Razane explora dos vías. La primera consiste en incorporar una matriz de silicato, conocida por su estabilidad química y térmica. La segunda tiene como objetivo desarrollar vidrios oxysulfurados, con el fin de combinar las propiedades conductoras de los sulfuros con la estabilidad de los óxidos. El desarrollo de los protocolos de síntesis de estos diferentes vidrios dopados con litio y sodio constituirá una etapa importante de su tesis.
Esquema de una batería de iones de litio en carga
Litio o sodio: ¿por qué elegir?
Razane trabaja con ambas tecnologías, cada una de las cuales presenta sus ventajas. El sodio, más abundante y generalmente más barato, constituye una alternativa interesante al litio, cuyos recursos son más limitados. De hecho, las baterías de iones de sodio están empezando a fabricarse a escala industrial, sobre todo gracias a una start-up con sede en Amiens (TIAMAT).
Por su parte, la tecnología de iones de litio sigue siendo una tecnología madura que también merece ser estudiada. Este doble enfoque amplía así la experiencia adquirida por Razane durante sus prácticas dedicadas a las baterías de sodio.
Una tesis conjunta entre el CERAMATHS y el LPCA
La tesis de Razane forma parte de una colaboración entre el CERAMATHS, laboratorio de la UPHF, y el LPCA —el Laboratorio de Físico-Química de la Atmósfera, en Dunkerque—. Por el momento, se centra en la síntesis de materiales en el CERAMATHS. Posteriormente, el proyecto prevé realizar las pruebas electroquímicas en el laboratorio de Dunkerque, que cuenta con el equipamiento adecuado.
Se están estudiando y comparando dos métodos de síntesis con el fin de desarrollar electrolitos sólidos que sean a la vez conductores y más estables frente a la humedad, un avance esencial hacia baterías sólidas más seguras y de mayor rendimiento.
«Es la curiosidad la que te impulsará durante tres años»
Razane BousnobraLo que me motiva es la perspectiva de contribuir a un almacenamiento de energía más seguro y sostenible. Las baterías están en todas partes: teléfonos, ordenadores, coches... Para mí, lo importante es mejorar la seguridad.
A los jóvenes que dudan a la hora de orientarse hacia la investigación en química de materiales, y especialmente a las chicas, les aconsejo que se tomen su tiempo para encontrar un tema que les apasione de verdad. «Es la curiosidad la que te impulsará durante tres años».
La elección de las prácticas también juega un papel importante en la decisión de continuar con el doctorado. Aunque no siempre tengamos la oportunidad de trabajar en un tema que nos interese de verdad, disfrutar de la investigación durante unas prácticas puede animarnos a seguir por ese camino.