Investigadores chinos han desarrollado una batería basada en agua que promete ser más segura y eficiente en energía que las opciones de litio tradicionales. Estas nuevas baterías acuosas, utilizando una solución de halógenos mixtos, han demostrado tener una densidad energética que podría doblar la de las baterías de ion de litio, marcando un potencial cambio en la industria de vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía a gran escala.
En un reciente avance en la tecnología de baterías, un equipo de investigadores del Instituto de Física Química de Dalian (DICP), parte de la Academia China de Ciencias (CAS), ha desarrollado una batería acuosa con capacidades energéticas que casi duplican a las de las células de litio tradicionales. Este desarrollo no solo promete mejorar la seguridad en las baterías sino también incrementar su eficiencia energética.
Seguridad y eficiencia energética
Las baterías acuosas utilizan agua como solvente para los electrolitos, lo que mejora significativamente su seguridad en comparación con las baterías de litio no acuosas, que son altamente inflamables debido a los electrolitos orgánicos que utilizan. Estos últimos, aunque ofrecen una alta densidad energética, comprometen la seguridad.
Densidad energética mejorada
A pesar de que las baterías acuosas generalmente presentan una densidad energética menor debido a la solubilidad limitada del electrolito y al bajo voltaje de la batería, los investigadores del DICP han logrado desarrollar una batería acuosa de alta densidad energética mediante un cátodo de transferencia de múltiples electrones basado en bromo y yodo.
Innovaciones técnicas
El grupo liderado por el Prof. Li Xianfeng y el Prof. Fu Qiang, también del DICP, ha utilizado una solución mixta de iones de yoduro (I-) y bromuro (Br-) como electrolito. Durante el proceso de carga, los iones de yoduro se oxidan a yodato (IO3-) en el lado positivo, mientras que los protones generados se transportan al lado negativo como electrolito de soporte. Este proceso es revertido durante la descarga, permitiendo una reacción electroquímica reversible y rápida.
Resultados del estudio
El cátodo desarrollado logró una capacidad específica de más de 840 Ah/L y una densidad energética de hasta 1200 Wh/L, según un estudio publicado en Nature Energy. Estos resultados no solo superan la densidad energética de algunos materiales de electrodos sólidos, sino que también son comparables en costo a las baterías tradicionales de litio.
Impacto potencial y aplicaciones futuras
El incremento en la capacidad y la densidad energética de estas baterías acuosas podría tener un impacto significativo en la industria de los vehículos eléctricos y en el almacenamiento de energía a escala de red. Además, el ciclo de vida de estas baterías podría extenderse hasta 1000 ciclos, demostrando una estabilidad significativa.
El desarrollo de baterías acuosas con alta densidad energética ofrece una nueva opción para el diseño de baterías más seguras y eficientes. Este avance no solo es prometedor para la aplicación en baterías de potencia, sino que también podría expandir significativamente la aplicación de las baterías acuosas en diversos campos de la energía renovable y la sostenibilidad.
ecoinventos.com
