Las baterías y el agua suelen ser una combinación delicada, pero se ha descubierto que las baterías podrían beneficiarse de un toque de H2O. Los científicos han creado una «batería de agua» reciclable al reemplazar los electrolitos químicos peligrosos con agua, ofreciendo una alternativa más segura y ecológica.
Estas baterías acuosas de iones metálicos emplean metales como magnesio o zinc, menos costosos y tóxicos que los utilizados en otras baterías. Almacenan energía mediante un flujo de electrones desde el cátodo (extremo positivo) hasta el ánodo (extremo negativo), con el líquido de la batería facilitando el transporte de electrones.
En una batería de agua, el electrolito es agua con sales añadidas, en contraste con sustancias como ácido sulfúrico o sal de litio. Los investigadores han abordado los cortocircuitos, comunes en este tipo de baterías, al evitar la formación de dendritas metálicas puntiagudas en el ánodo.
Aunque es poco probable que reemplace las baterías de iones de litio en el corto plazo, las baterías de agua podrían ser una alternativa segura en unos diez años, según Tianyi Ma, científico químico de la Universidad de Melbourne, Australia.
Las baterías de iones de litio, presentes en dispositivos desde laptops y teléfonos hasta vehículos eléctricos, pueden sobrecalentarse e incendiarse debido al litio activo en un electrolito orgánico. Buscando alternativas seguras, los científicos desarrollaron baterías acuosas de iones metálicos, utilizando zinc como ánodo y recubriéndolo con bismuto para prevenir la formación de dendritas.
Los prototipos de estas «baterías de agua» han demostrado durabilidad, conservando más del 85% de su capacidad después de 500 ciclos. Aunque inicialmente diseñadas para pilas pequeñas, el equipo busca mejorar su densidad de energía para competir con las compactas baterías de iones de litio.
Lea también: El agua estaba presente en los orígenes de la Tierra
El magnesio se presenta como el material preferido, siendo más ligero que el zinc y con una mayor densidad de energía potencial. Si las baterías de iones de magnesio pueden comercializarse, podrían reemplazar las pesadas baterías de plomo-ácido en pocos años, utilizadas en el arranque de motores de automóviles y almacenamiento de energía a gran escala.
La baja densidad energética de las baterías de plomo-ácido las hace menos eficientes, y su contenido de plomo y ácidos peligrosos requiere reciclaje especializado. Buscando soluciones, los científicos también exploran la reciclabilidad de las baterías de iones de litio, priorizando la gestión sostenible de los materiales ante la creciente demanda en la transición hacia sistemas energéticos libres de combustibles fósiles.
Tianyi Ma destaca la capacidad de desmontaje seguro de las nuevas baterías acuosas, permitiendo la reutilización o reciclaje de materiales al final de su vida útil. Esta consideración apunta a resolver los desafíos ambientales y de eliminación que enfrentan consumidores, industria y gobiernos.
En cuanto a aplicaciones prácticas, los investigadores conectaron la batería de agua a un panel solar, manteniendo una luz de 45 vatios iluminada durante 12 horas después de una carga diurna. Esta demostración a pequeña escala subraya el potencial de las «baterías de agua» en el almacenamiento de energía renovable, estimulando la investigación continua en este campo.
Este avance, fue publicado en la revista Advanced Materials, marca un paso prometedor hacia baterías más seguras, ecológicas y eficientes, proporcionando una alternativa potencial a las actuales baterías de iones de litio en el futuro cercano.
La información es libre, pero investigar en profundidad, analizar datos y escribir en un lenguaje sencillo toma tiempo, apoya a nuestros editores a través de:
