La carrera por almacenar mejor la energía da un giro interesante. Un equipo del Instituto de Física Química de Dalian, dentro de la Academia China de Ciencias, ha construido la primera batería recargable que usa iones hidruro (H⁻) y funciona a temperatura ambiente con todos sus componentes en estado sólido, un trabajo que se acaba de publicar en la revista Nature.
¿Qué significa esto para quien mira la factura de la luz o se plantea un coche eléctrico en los próximos años? De momento, no es una batería lista para salir al mercado, pero sí es la prueba de que una tecnología que llevaba décadas sobre el papel puede funcionar en la práctica.
Un nuevo tipo de batería de hidrógeno
Las baterías que conocemos se apoyan casi siempre en el litio. En esta propuesta, los protagonistas son los iones hidruro (H⁻), pequeñas partículas con carga negativa basadas en el hidrógeno. Según el equipo de investigación, estos iones permiten, al menos en teoría, evitar la formación de dendritas metálicas, esas agujas microscópicas que pueden provocar cortocircuitos y problemas de seguridad en algunas baterías de litio.
El corazón del avance está en el electrolito sólido, el material por el que se mueven los iones. Los científicos han diseñado una estructura tipo “core shell” formada por un núcleo de hidruro de cerio (CeH₃) recubierto por una capa muy fina de hidruro de bario (BaH₂). Esta combinación aprovecha la alta conductividad iónica del núcleo y la estabilidad química de la capa externa, algo que hasta ahora nadie había logrado con este tipo de materiales.
El material resultante, denominado 3CeH3@BaH2, actúa como un electrolito sólido capaz de conducir iones hidruro a temperatura ambiente. Además, se comporta como un superconductor iónico por encima de los 60 grados Celsius.
Con este electrolito, construyeron una celda completamente sólida con la configuración CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4. El electrodo negativo se basa en dihidruro de cerio (CeH₂) y el positivo en hidruro de sodio y aluminio (NaAlH₄), materiales ya conocidos en el campo del almacenamiento de hidrógeno.
Qué rendimiento ha demostrado hasta ahora
En las primeras pruebas, el electrodo positivo alcanzó una capacidad específica inicial cercana a 984 miliamperios hora por gramo a temperatura ambiente y, después de 20 ciclos de carga y descarga, la batería conservó unos 402 miliamperios hora por gramo.
Para aterrizarlo en algo más cotidiano, los investigadores apilaron varias celdas hasta lograr una tensión operativa aproximada de 1,9 voltios y con ella encendieron una pequeña lámpara LED amarilla. No es un coche ni una casa alimentada por hidrógeno, pero sí una demostración clara de que el sistema funciona fuera de las simulaciones por ordenador.
El propio equipo subraya que el uso de hidrógeno como portador de carga “abre nuevas vías para el almacenamiento y la conversión de energía limpia”. Es una frase ambiciosa, aunque razonable, porque la tecnología aún está en una fase muy temprana y queda mucha ingeniería por delante.
¿Puede la batería de hidrógeno competir con el litio?
El desarrollo ubica a la batería de hidrógeno en el radar de las tecnologías alternativas al litio. En sectores como el vehículo eléctrico o elalmacenamiento estacionario de energías renovables, la diversificación química es un objetivo estratégico para reducir la dependencia de materias primas críticas.
No obstante, el prototipo todavía enfrenta retos relevantes. La escalabilidad industrial, el coste de producción, la durabilidad a largo plazo y la necesidad de conectar múltiples celdas para alcanzar tensiones más elevadas son aspectos pendientes.
Además, los ensayos se han limitado a un número reducido de ciclos. Para aplicaciones comerciales, sería necesario comprobar su estabilidad durante cientos o miles de ciclos, así como optimizar la gestión térmica y el empaquetado de celdas.
Podría decirse entonces que, por el momento, no se trata de una batería lista para el mercado. Sin embargo, el hecho de que la batería de hidrógeno haya pasado de concepto teórico a demostración experimental abre un nuevo frente en la transición energética. Si logra superar los desafíos técnicos e industriales, podría convertirse en una pieza relevante dentro del ecosistema del futuro.
Qué puede suponer para las renovables y la movilidad eléctrica
¿Veremos esta batería en un coche eléctrico o en una instalación solar en pocos años? A día de hoy sería exagerado afirmarlo. Lo que sí parece claro es que la transición energética va a necesitar un “menú” de tecnologías y no una única solución milagrosa.
Si estos prototipos de batería de hidrógeno superan las barreras técnicas e industriales, podrían complementar a las baterías de litio en aplicaciones donde la seguridad, la densidad energética o el coste de los materiales sean decisivos. También encajan con la idea de usar el hidrógeno no solo como gas en grandes tanques, sino como parte de sólidos que puedan almacenar energía de forma más compacta y, potencialmente, con menos pérdidas.
En el fondo, lo que deja este resultado es un mensaje doble. Por un lado, la ciencia de materiales sigue encontrando maneras nuevas de mover electrones e iones, algo clave si queremos integrar más renovables, reducir emisiones y, en el futuro, abaratar esa factura de la luz que tantos miran con lupa. Por otro, el reloj climático corre más deprisa que la tecnología, así que avances como este son importantes, pero no sustituyen al despliegue masivo de soluciones que ya conocemos.
De momento, la batería de hidrógeno de Dalian cabe en la palma de la mano y enciende una simple luz. La conversación que abre sobre el futuro del almacenamiento energético, en cambio, es mucho más grande.
El estudio completo ha sido publicado en la revista Nature.
