Durante años nos han dicho que la carga rápida acaba matando las baterías.
Pero, ¿y si ese mantra está equivocado? El
Instituto de Tecnología de Georgia acaba de descubrir que cuanto más rápido cargaban las baterías de iones de zinc (ZIB), mejor funcionaban. Incluso una batería dañada comenzó a repararse sola. Y otro equipo ha rediseñado las torsiones atómicas que normalmente descomponen una batería de iones de zinc... para hacerla más fuerte que nunca gracias al oxido de manganeso, grafeno y polímeros para el ánodo.
¿Os imagináis qué pasaría si hubiera una batería que pudiera durar más de 100,000 ciclos? :o
¿Una batería que podría durar toda su vida útil con poca o ninguna degradación?
Game over petrolheads :P
Estas no son solo curiosidades de laboratorio, cada día estamos más cerca de poderlas tener en nuestros vehículos.
Recientes avances de la
Universidad Técnica de Múnich (o TUM) apuntan a que las baterías de zinc pueden actuar como alternativa más segura y económica al litio tanto para el almacenamiento en red como el uso doméstico.
Aplicaron al ánodo de su batería de iones de zinc un polímero orgánico llamado TpBD-2F (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202403030).
El polímero forma una película protectora sobre el ánodo, pero no es solo una barrera. Tiene "nanocanales incorporados" que permiten que los iones de zinc pasen fácilmente, lo que garantiza que la batería pueda cargarse y descargarse de manera eficiente. Su estructura cristalina altamente ordenada actúa como una superautopista, lo que permite que los iones se muevan rápidamente y reduce las pérdidas de energía.
El polímero también ayuda a que el zinc se distribuya uniformemente por la superficie del ánodo, evitando la aglomeración que conduce a la formación de dendritas. Ese polímero es zincófilo e hidrofóbico, lo que significa que atrae el zinc mientras repele el agua. Esta doble propiedad minimiza el efecto HER (https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_evolution_reaction), reduciendo la corrosión y mejorando la estabilidad general de la batería.
Con esta innovación, TUM ha abordado tres de los mayores desafíos del zinc: dendritas, corrosión y HER, todos a la vez.
Lo mejor de todo es su seguridad ya que no pueden incendiarse.
Están hechas de materiales abundantes, incluso en Europa como el zinc, del cual tenemos reservas conocidas de más de 210 millones de toneladas a nivel mundial (la actual producción anual es de 13 millones, 100 veces más que de litio).
Sin embargo, no se trata solo de abundancia.
El zinc tampoco es tóxico, es fácil de reciclar y combina bien con electrolitos a base de agua, que son más seguros y menos inflamables que los solventes orgánicos utilizados en las baterías de iones de litio. Esto hace que las baterías de zinc sean una opción atractiva para aplicaciones como el almacenamiento de energía a escala de red, donde la seguridad es fundamental y el espacio no es una gran preocupación. La reciclabilidad y las soluciones electrolíticas más amigables también lo convierten en una opción más ecológica.
Pero hasta ahora tenían su
talón de Aquiles en algo que les ha impedido destronar al litio: no duran lo suficiente, 1000 ciclos frente a los 3000 o más que aguantan sin degradarse más del 20% las actuales baterías LFP (https://foroev.com/index.php?topic=16763.0).
Entonces, ¿cómo convierten los científicos las vibraciones atómicas en resiliencia? ¿Cómo puede la carga rápida ayudar a que una batería funcione mejor?.
Descúbrelo en el video de
Matt Ferrell (https://www.youtube.com/@UndecidedMF):