La carrera por almacenar electricidad sin emisiones acaba de sumar un actor inesperado. Un equipo del Instituto de Física Química de Dalian, de la Academia China de Ciencias, ha construido la primera batería recargable de hidrógeno de estado sólido que funciona a temperatura ambiente. El avance, descrito en la revista Nature, lleva por fin una idea teórica a un prototipo real, aunque aún de laboratorio.
En lugar de iones de litio, este dispositivo utiliza iones hidruro, es decir, átomos de hidrógeno con carga negativa. Puede sonar exótico, pero tiene una ventaja importante según los autores. El hidrógeno como portador de carga podría evitar la formación de dendritas metálicas, esas agujas que dañan el electrolito, acortan la vida de la celda y pueden provocar cortocircuitos.
El gran cuello de botella era el electrolito sólido. Debía ser estable y al mismo tiempo dejar pasar los iones hidruro con rapidez. El equipo lo resuelve con una estructura tipo núcleo y caparazón. En el centro sitúan un hidruro de cerio muy conductor y alrededor una fina capa de hidruro de bario estable. El compuesto 3CeH3@BaH2 mantiene buena conducción iónica a temperatura ambiente y se vuelve superconductor iónico por encima de unos 60 grados.
Con este electrolito como corazón, los investigadores ensamblaron la celda CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4. En las pruebas, el electrodo positivo alcanzó una capacidad de descarga cercana a 984 mAh por gramo y conservó alrededor de 402 mAh por gramo tras 20 ciclos. En configuración apilada, el sistema entregó cerca de 1,9 voltios y encendió una pequeña lámpara LED amarilla. Es decir, ya funciona fuera del papel.
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¿Qué significa esto para un mundo que quiere más renovables y menos CO2? En gran medida, abre una vía nueva para el almacenamiento estacionario y para futuras baterías de movilidad eléctrica. Si esta familia de tecnologías prospera, podría ayudar a diversificar más allá del litio y otros metales críticos y dar algo de aire a unas cadenas de suministro muy tensionadas y, de rebote, a la factura de la luz en un sistema más estable.
Sin embargo, el propio estudio subraya que se trata de una prueba de concepto. Veinte ciclos son muy pocos frente a los cientos o miles que exige una batería comercial. Falta demostrar estabilidad a largo plazo, escalar la producción, ajustar costes y diseñar paquetes de celdas capaces de trabajar con tensiones más altas. El reloj del clima corre rápido, pero la ingeniería de materiales avanza a su ritmo.
Con todo, el trabajo sitúa a las baterías de hidrógeno en el mapa y señala una dirección prometedora para almacenar energía limpia con menos riesgos de seguridad.
El estudio científico completo ha sido publicado en la revista Nature.
