Sin lugar a dudas, China se encuentra a la cabeza de las innovaciones energéticas para desarrollar nuevas tecnologías que ofrezcan mayor eficiencia, sobre todo en dispositivos encargados de generar energía sostenible. Es por ello que ahora, un equipo de científicos ha creado una batería de agua que posee mayor cantidad energética y ofrece más seguridad que las de litio.
¿Cuál es la nueva batería de agua?
Un artículo publicado en la Revista Nature Energy revela que científicos del Instituto de Física Química de Dalian (DICP), de la Academia China de Ciencias(CAS), han desarrollado una batería acuosa que podría tener un rendimiento dos veces mayor que las conocidas de ion litio.
El equipo coordinado por los profesores Li Xianfeng y Fu Qiang crearon una nueva batería de agua que utiliza una solución de halógenos mixtos, y necesita del líquido elemento como solvente de los electrolitos, lo que le permite ofrecer mayor seguridad que su par de litio.
Hasta el momento, se conocían las baterías acuosas, pero no habían cobrado demasiada relevancia porque la pobre solubilidad conseguida de los electrolitos generaba menor voltaje de potencia. Sin embargo, a través de este experimento se probó una nueva fórmula.
Los autores del proyecto lograron elevar la tasa de densidad energética mediante un cátodo de transferencia de múltiples electrones basado en elementos como el bromo y yodo. De esta forma consiguieron multiplicar la densidad volumétrica y mejorar la seguridad con menores costes.
¿Qué procesos ocurren dentro sistema acuoso?
A través de la utilización de iones de yoduro (I-) y bromuro (Br-) como electrolito se produjo una transferencia mucho más veloz de los electrones. Durante la carga de batería, los iones de yoduro se oxidan y se convierten en yodato (IO3-) en el lado positivo.
Al mismo tiempo, el bromuro añadido al electrolito genera bromuro de yodo polar, haciendo reaccionar al agua de manera más rápida para crear yodo. Por otro lado, los protones generados se transportan al lado negativo como electrolito de soporte.
Durante el proceso de descarga este mismo procedimiento se da de forma inversa con mayor velocidad. Los resultados obtenidos han logrado una capacidad específica de más de 840 Ah/L y una densidad energética de hasta 1200 Wh/L.
Estos valores superan ampliamente a los electrodos sólidos y a las celdas de litio convencionales, pudiendo impactar significativamente si se replicaran los resultados en la industria de los vehículos eléctricos y en el almacenamiento de energía a escala de red.
Beneficios de la nueva batería de agua
Entre los retos que presentaban las baterías de agua anteriormente experimentadas, estaba la menor densidad energética, que fue uno de los obstáculos que este nuevo proyecto ha sabido superar con muy buen resultado.
Sin embargo, otra de las ventajas significativas es la seguridad que provee este tipo de sistemas basado en agua, teniendo en cuenta el riesgo inflamable de las baterías de litio cuando la temperatura asciende.
Alguna vez hemos asistido o escuchado en las noticias casos de incendios provocados por patinetes eléctricos o quemaduras graves ocasionadas por la explosión de baterías en móviles u portátiles. En este caso el agua es un elemento tan inocuo como limpio y eficiente.
Otro de los beneficios a tener en cuenta es que, utilizando un ánodo de vanadio en el electrolito, los investigadores pudieron constatar que la tecnología podía trabajar de manera constante durante más de 1000 ciclos de carga y descarga, comprobando la estabilidad del proyecto.
Por lo tanto, la batería de agua ha demostrado tener una densidad energética que podría doblar los valores de las baterías de ion de litio, marcando un potencial cambio en la industria de vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía a gran escala. Esperamos nuevos avances de este proyecto para comenzar a contar con la nueva batería de manera masiva.
