Un equipo de investigación en México ha creado una batería que puede seguir funcionando después de ser perforada y sumergida en agua; condiciones que probablemente incendiarían las baterías de iones de litio que se utilizan actualmente en teléfonos celulares y vehículos eléctricos. El prototipo ultrarresistente fue desarrollado por Noé Arjona y sus colegas en el Centro de Investigación de Materiales Avanzados en Chihuahua, México.
“No utilizamos baterías de iones de litio debido a los numerosos problemas de seguridad relacionados con la inflamabilidad de los electrolitos empleados en este tipo de tecnología”, afirma Arjona. En su lugar, el equipo creó una batería de metal-aire, que combina metal y oxígeno del aire en vez de un líquido inflamable.
“Muchos metales también generan problemas de seguridad cuando se utilizan en baterías. Muchos de los materiales más activos figuran en la lista de materiales críticos. Por eso, queríamos usar la menor cantidad de metal posible”, explica Arjona. En lugar de usar metal a granel dentro de la batería, se propusieron crear una lámina de carbono salpicada con átomos individuales de níquel.
Los científicos utilizaron la intensa luz de la Fuente de Luz Canadiense (CLS) de la Universidad de Saskatchewan para analizar su prototipo a nivel molecular. Confirmaron que su diseño contenía átomos individuales de níquel, los cuales, al combinarse con novedosos electrolitos de polímero en gel y zinc, eliminaban los riesgos de seguridad asociados a una batería con mayor cantidad de metal y electrolitos inflamables. Sus hallazgos se publicaron en la revista ACS Applied Materials & Interfaces.
El equipo ha puesto a prueba su batería atravesándola con un clavo, exponiéndola al fuego y sumergiéndola en agua. Su prototipo siguió funcionando en cada una de estas condiciones extremas. Además de ser más seguras, el diseño de sus baterías no se ve afectado por temperaturas extremas.
“En Canadá, tienen un gran problema con la recarga de baterías a temperaturas muy frías, como en el caso de los vehículos eléctricos“, señala Arjona. “Nuestra tecnología no presenta los mismos problemas con temperaturas muy bajas o muy altas”.
Dado que su equipo se centra en el uso de metales como el níquel —que son más abundantes y asequibles que el litio y el cobalto—, su trabajo podría dar lugar a baterías más baratas. Arjona y su equipo también exploran maneras de hacer su batería más ecológica, incluyendo la integración de componentes biodegradables. Una vez que la batería llegue al final de su vida útil, estos materiales podrían ayudar a enriquecer el suelo y a cultivar plantas. En estudios posteriores, los investigadores planean incorporar bioplásticos en su diseño y usar hierro —comúnmente presente en el suelo— en lugar de níquel. Aunque el equipo está entusiasmado con el potencial de su nuevo diseño, Arjona afirma que se necesita más investigación antes de que esta tecnología esté lista para reemplazar las baterías actuales.
“Si queremos baterías altamente seguras, debemos diseñarlas con catalizadores de un solo átomo”, afirma. “Este es el futuro del almacenamiento de energía”.
Fuente: Tech Xplore.
