La búsqueda de baterías más eficientes y sostenibles es un tema que resuena en la comunidad científica y tecnológica. Investigadores de la Universidad Edith Cowan (ECU) en Australia han dado un paso significativo en esta dirección con su desarrollo de una nueva batería de zinc-aire.
Las baterías de zinc fueron en su momento desplazadas por las de litio-ion, especialmente en la década de los 90. Sin embargo, el zinc está regresando como una opción viable por varias razones clave:
- Seguridad: Menor riesgo de sobrecalentamiento y combustión.
- Coste: El zinc es más económico y abundante.
- Eficiencia Energética: Capacidad para almacenar más energía que las de litio-ion.
La química detrás de la innovación
El equipo de ECU ha trabajado en una estructura química compleja para mejorar la eficiencia de la batería. La primera capa es una rejilla cristalina esponjosa de cobalto, nitrógeno y carbono, conocida como ZIF-67. La segunda capa es una cobertura metálica de cobalto, níquel, hierro y oxígeno. Estas capas trabajan en conjunto para permitir que la celda de la batería suministre eficientemente 1,48 voltios.
Estas baterías pueden almacenar alrededor de 500 vatios-hora por kilogramo, casi el triple que las de litio-ion. Sin embargo, debido a la baja conductividad del aire, estas baterías tienen limitaciones en cuanto a la potencia que pueden suministrar a dispositivos más grandes.
Aunque ya se han realizado pruebas comerciales a gran escala, existen desafíos técnicos que deben superarse para llevar esta tecnología al mercado masivo. La escalabilidad y la mejora del rendimiento son obstáculos que aún deben abordarse.
El zinc no reemplazará completamente al litio en las baterías, pero podría aliviar significativamente la demanda global de este metal finito. La búsqueda de alternativas al litio es crucial para un futuro energético más sostenible.
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¿Por qué fueron desplazadas en la década de los 90?
Ya hemos entendido que las baterías de zinc vuelven, pero hay que entender por qué fueron desplazadas principalmente por las baterías de litio-ion en la década de los 90. Aquí os doy varias razones clave:
Mayor Densidad Energética
Las baterías de litio-ion tenían una mayor densidad energética en comparación con las baterías de zinc. Esto significa que podían almacenar más energía en un espacio más pequeño, lo cual era especialmente útil para dispositivos electrónicos portátiles que rquerían ser ligeros y compactos. Con las nuevas baterías de Zinc eso deja de ser cierto.
Recargabilidad
Las baterías de litio-ion eran más fáciles de recargar y tenían una vida útil más larga en términos de ciclos de carga y descarga. Las baterías de zinc tradicionales eran en su mayoría baterías primarias, es decir, no recargables, lo que las hacía menos prácticas para aplicaciones donde la recarga es esencial.
Estabilidad y Seguridad Iniciales
Aunque las baterías de litio-ion no están exentas de problemas de seguridad, como el riesgo de incendio si se dañan o se manejan incorrectamente, en sus primeras etapas se consideraron más seguras que las alternativas de zinc disponibles en ese momento.
Inversión en Investigación y Desarrollo
Hubo una inversión significativa en la investigación y desarrollo de tecnologías de litio-ion, impulsada tanto por el interés comercial como por las subvenciones gubernamentales. Esto aceleró las mejoras en la tecnología de litio-ion, haciéndola aún más atractiva para una variedad de aplicaciones.
Ahora, con estos nuevos estudios, pueden eliminarse muchos de estos límites.