Avance en diseño de baterías podría hacer que autos eléctricos sean más seguros, baratos y sostenibles
El diseño de iones de zinc atiende los problemas de seguridad al no ser inflamable y “ayudar a la transición hacia un futuro sostenible”
Un avance en el diseño de baterías abrió la posibilidad de desarrollar baterías de iones de zinc en lugar de baterías de iones de litio para su uso en todo, desde teléfonos hasta automóviles eléctricos. Esto las hace más seguras, baratas y más sostenibles para el medio ambiente.
Investigadores de la Universidad de Tianjin en China descubrieron una forma de mejorar el rendimiento y el costo de las baterías acuosas de iones de zinc, que hasta ahora son propensas a una rápida degradación del rendimiento.
El alto rendimiento y capacidad de reutilización de las baterías de iones de litio significan que son la fuente de energía estándar para la mayoría de los dispositivos electrónicos recargables. Sin embargo, los problemas con el costo, la seguridad y la sostenibilidad llevaron a los científicos a buscar avances con materiales alternativos.
Las baterías desechables que se encuentran comúnmente en dispositivos electrónicos que consumen menos energía, como los controles remotos de televisiones y los juguetes infantiles, están hechas de zinc, las cuales ofrecen un buen rendimiento pero una capacidad de recarga deficiente debido a la corrosión del electrodo.
Los investigadores de la Universidad de Tianjin, dirigidos por Quan-Hong Yang, se dieron cuenta de que podían usar un nuevo tipo de electrolito hecho de una sal de zinc hidratada. En dicha sal, una pequeña cantidad de agua puede atender los problemas técnicos asociados de forma regular con las baterías acuosas de iones de zinc.
La batería demostró un rendimiento excelente dentro de un rango de temperatura de -22° Farenheit (-30° Celsius) a 104° Farenheit (40 ° Celsius), lo que la hace adecuada para la mayoría de los dispositivos electrónicos cotidianos y a la vez más competitiva en costos que sus contrapartes de iones de litio.
También tienen la ventaja de no ser inflamables, ya que no utilizan los mismos electrolitos orgánicos inflamables y tóxicos que contienen las baterías de iones de litio.
Los peligros de seguridad asociados con estos materiales han provocado incendios en automóviles eléctricos y teléfonos.
En los últimos años, se reportaron múltiples incidentes de incendios de teléfonos relacionados con la batería, ya sea por daños o carga defectuosa. De igual forma, en el pasado los vehículos hechos por Tesla y otros fabricantes se han incendiado si sus paquetes de baterías se dañaron en accidentes.
“Aún queda mucho por explorar”, señalan los investigadores, “pero nuestros hallazgos abren un camino hacia los electrolitos orgánicos no inflamables y de bajo costo para baterías prácticas de zinc con mayor sostenibilidad”.
Florencio Santos de la Universidad Politécnica de Cartagena en España, quien no participó en la investigación, declaró que el trabajo “abordó varios problemas críticos de las baterías de zinc mediante el uso de un electrolito barato y ecológico”.
Añadió que mejorar aún más el rendimiento de la batería permitiría “producir e implementar baterías fiables y asequibles para ayudar en la transición hacia un futuro sostenible”.
Se presentó el nuevo diseño en la revista científica Nature Sustainability el jueves.