China saca otra batería que apunta a lo imposible: agua como base, cero fuego y 30 años de duración
Investigadores chinos han presentado los detalles de una batería llamada a ser absolutamente revolucionaria. Se trata de una batería de agua que multiplica por 40 la vida útil de las actuales de iones de litio.
El campo de las baterías no deja de recibir innovaciones, especialmente desde China, donde el dominio en el desarrollo de estas tecnologías es absoluto. La industria del automóvil mira en realidad a las prometedoras baterías de estado sólido, las de sodio y otras propuestas alternativas para reducir la dependencia del litio.
En cambio, investigadores de las Universidades de Hong Kong y de Ciencia y Tecnología del Sur de China (SUSTech) han desarrollado un prototipo de batería completamente diferente a lo que nos habríamos imaginado basada en agua.
Así es la inédita “batería de agua” desarrollada en China
El estudio presentado en Nature Communications da los detalles técnicos de esta batería acuosa revolucionaria. En una batería acuosa, se usa el agua como medio del electrolito, como sucede en las actuales (y cada vez más en desuso) de plomo-ácido o de níquel-metal hidruro.
El problema con estas últimas, y aquí es donde reside la gran innovación china, es que presentan electrolitos ácidos o alcalinos, que provocan la formación de hidrógeno o corrosión, limitando su vida útil. La propuesta de SUSTech emplea, por un lado, un electrolito neutro (pH7) similar al suero de tofu, no tóxico y comparable al agua del mar; y por el otro, usa electrodos orgánicos.
Los resultados son evidentes: se consigue una estabilidad cíclica elevadísima a largo plazo, pudiendo completar más de 120.000 ciclos de carga sin apenas perder capacidad, mientras que utiliza componentes respetuosos con el medio ambiente. La gran diferencia con las actuales de iones de litio residen en que estas se suelen quedar en los 3.000 ciclos de carga como máximo y que emplean materias raras y que suponen un reto medioambiental.
El prototipo de esta batería china se anuncia como no inflamable, no tóxico y descartable directamente al medio ambiente. Y que apenas se degrada, gracias a un diseño acuoso que promete una vida útil de 20 a 30 años con un uso diario.
Entrando en más detalles técnicos, el secreto reside en el electrolito, la sustancia (que puede ser líquida, gel o sólida) que actúa como medio conductor y transportando los iones cargados positivamente entre el cátodo y el ánodo durante los ciclos de carga y descarga.
Este invento usa un electrolito con una solución de cloruro de magnesio o cloruro de calcio con pH neutro de 7, similar a la salmuera rica en minerales derivada de la producción de tofu. Por su parte, el electrodo negativo usa polímeros orgánicos covalentes. Los iones aquí se transportan sin degradarse, logrando una vida útil «ultralarga».
¿Valdría esta batería para coches eléctricos?
Ahora el reto es poder probarla en condiciones reales y escalar su producción. Sus responsables aseguran que el proceso sí es rentable y de bajo costo, utilizando materiales abundantes (frente a las tierras raras) y perfectamente escalable para la producción industrial, que sería además más ecológica. Se propone que en unos 5 o 7 años pueda implementarse en cadenas de suministro industriales pilotos.
Eso sí, los prototipos actuales han logrado alcanzar los 48,3 Wh/kg de densidad energética, una cifra muy reducida si la comparamos con los 150-250 Wh/kg de las actuales propuestas de iones de litio.
Estas condiciones hacen de estas baterías más ideales para aplicaciones de almacenamiento estacionario, donde la vida útil más larga supera a la propia densidad. Una solución perfecta para los sistemas de almacenamiento de energía a escalas de red, en integraciones renovables y aplicaciones militares, y no tanto para los coches eléctricos.
Fuente: Academic Jobs