Investigadores chinos han desarrollado una batería a base de agua que promete ser más segura y energéticamente más eficiente que las opciones tradicionales de litio. Estas nuevas baterías acuosas, que utilizan una solución mixta de halógenos, han demostrado tener una densidad de energía que podría duplicar la de las baterías de iones de litio, lo que marca un posible punto de inflexión en la industria de los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía a gran escala.
En un avance reciente en la tecnología de baterías, un equipo de investigadores del Instituto Dalian de Física Química (DICP), parte de la Academia China de Ciencias (CAS), ha desarrollado una batería acuosa con capacidades energéticas que casi duplican las de las celdas de litio tradicionales. Este desarrollo no sólo promete mejorar la seguridad de las baterías sino también aumentar su eficiencia energética.
Seguridad y eficiencia energética
Las baterías acuosas utilizan agua como disolvente de 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 de energía mejorada
Aunque las baterías acuosas generalmente tienen una densidad de energía más baja debido a la solubilidad limitada del electrolito y el bajo voltaje de la batería, los investigadores del DICP han logrado desarrollar una batería acuosa de alta densidad de energía utilizando un cátodo de transferencia multielectrónica basado en bromo y yodo.
Innovaciones técnicas
El grupo dirigido por el profesor Li Xianfeng y el profesor Fu Qiang, también del DICP, ha utilizado una solución mixta de iones yoduro (I-) y bromuro (Br-) como electrolito. Durante el proceso de carga, los iones yoduro se oxidan en el lado positivo a yodato (IO3-), mientras que los protones generados se transportan al lado negativo como electrolito de soporte. Este proceso se invierte durante la descarga, permitiendo una reacción electroquímica rápida y reversible.
Resultados del estudio
El cátodo desarrollado alcanzó una capacidad específica de más de 840 Ah/L y una densidad energética de hasta 1200 Wh/L, según un estudio publicado en Energía de la naturaleza. Estos resultados no sólo superan la densidad de energía de algunos materiales de electrodos sólidos, sino que también son comparables en costo a las baterías de litio tradicionales.
Impacto potencial y aplicaciones futuras.
El aumento de 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, lo que demuestra 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 sólo es prometedor para su aplicación en baterías eléctricas, sino que también podría ampliar significativamente la aplicación de baterías acuosas en diversos campos de la energía renovable y la sostenibilidad.
A través de www.scmp.com
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