Acabamos de hacer un gran avance en un concepto Genius para baterías ecológicas


Desde teléfonos inteligentes hasta coches eléctricos, vamos a seguir necesitando muchas baterías en los próximos años. Una nueva investigación muestra cómo un tipo actualizado de batería de aluminio podría ofrecer varias ventajas sobre las tradicionales de iones de litio en uso hoy en día.

La batería tiene bajos costos de producción y no tiene el mismo costo ambiental que las baterías que usamos actualmente, en parte porque usa materiales abundantes y fáciles de encontrar, lo que reduce nuestra dependencia de devastar el planeta para alimentar nuestros productos electrónicos.

Este nuevo concepto de batería es especialmente adecuado para sistemas de energía a gran escala

– sitios donde la energía procedente de energías renovables debe almacenarse hasta que esté lista, por ejemplo.

Por el contrario, no solo es escaso litio, pero las baterías de iones de litio a menudo también usan cobalto, y eso es complicado y potencialmente peligroso para la mía. El cambio al aluminio, si los científicos pueden hacerlo funcionar, tendría varios beneficios, entre otros, al reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles para la producción y el reciclaje de baterías.

"Los costos de materiales y los impactos ambientales que prevemos de nuestro nuevo concepto son mucho más bajos de lo que vemos hoy, lo que los hace factibles para el uso a gran escala, como parques de células solares o almacenamiento de energía eólica, por ejemplo". dice el físico Patrik Johansson

, de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia.

"Además, nuestro nuevo concepto de batería tiene el doble de densidad de energía en comparación con las baterías de aluminio que son 'de última generación' en la actualidad".

Baterias de aluminio no son nuevos, pero en este caso los investigadores cambiaron el grafito que generalmente se usa como cátodo, reemplazándolo con la molécula basada en carbono antraquinona (el cátodo absorbe electrones a medida que se usa la batería).

Eso ayuda a lograr esa mayor densidad de energía, haciendo que las baterías de aluminio sean mucho más prácticas, sostenibles y comercialmente viables de lo que eran antes, aunque todavía hay mucho margen de mejora en la mezcla química interna, particularmente en el electrolito que alienta a los iones a viajar entre ánodo y cátodo.

murciélago orgánico(Yen Strandqvist / Universidad Tecnológica de Chalmers)

"Queda trabajo por hacer con el electrolito y con el desarrollo de mejores mecanismos de carga, pero el aluminio es en principio un portador de carga significativamente mejor que el litio, ya que es multivalente, lo que significa que cada ion 'compensa' varios electrones". dice Johansson.

Por ahora, esto es solo una prueba de concepto, y queda mucho trabajo por hacer antes de ejecutar nuestras casas con baterías de aluminio. Sin embargo, este estudio muestra que la idea puede funcionar, y si somos capaces de desconectar nuestros sistemas electrónicos y de energía de iones de litio, los beneficios podrían ser sustanciales.

Los investigadores sugieren que las baterías de aluminio pronto podrían funcionar junto con las baterías de iones de litio en ciertos escenarios, con sistemas capaces de cambiar entre las dos según las demandas de energía y los casos de uso específicos.

"Debido a que el nuevo material del cátodo permite utilizar un portador de carga más apropiado, las baterías pueden aprovechar mejor el potencial del aluminio". dice el físico Niklas Lindahl, de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

"Ahora, continuamos el trabajo buscando un electrolito aún mejor".

La investigación ha sido publicada en Materiales de almacenamiento de energía.

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