Investigadores del MIT desarrollan una batería de bajo coste usando aluminio, azufre y sal

La búsqueda de baterías más avanzadas camina de forma paralela con la carrera por lograr hacerlo con componentes más seguros y económicos. Una combinación donde un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) parece que han logrado dar con la receta para lograr una batería segura, con buenas capacidades, y además formada por materiales abundantes y económicos.

Después de una serie de pruebas y errores, el equipo del MIT logró dar con la fórmula acertada al usar aluminio, azufre y sal. La batería no solo es de bajo coste, sino que cuenta con una mayor estabilidad térmica y menor tasa de fallos respecto a las celdas de iones de litio.

Este trabajo responde a una necesidad cada vez mayor de buscar alternativas a unas baterías de litio que a pesar de ser las dominadoras del sector, se enfrentan a retos como su seguridad y también el reto por encontrar y pagar los materiales que le dan forma. Una búsqueda de alternativas más baratas y seguras, especialmente a medida que el mundo hace la transición hacia las energías renovables y los vehículos eléctricos.

Baterías de aluminio, azufre y sal

Finalmente el equipo desarrolló un prototipo usando azufre y aluminio para los electrodos, con un electrolito de sal de cloro-aluminato fundida. Todos estos ingredientes no solo son baratos y abundantes, sino que no son inflamables, por lo que no hay riesgo de incendio o explosión.

En las pruebas, el equipo demostró que las nuevas celdas pueden soportar cientos de ciclos de carga y descarga, además de poder acceder a potencias de carga elevadas sin que se note en su vida útil. Además, estas pueden trabajar en un arco de temperaturas elevadas de hasta 200 grados centígrados, siendo su cifra óptima los 110 grados, cuando lograron cargarse en las pruebas 25 veces más rápido que a 25 grados centígrados. Lo mejor es que según los diseñadores, para alcanzar esa temperatura las celdas no ha necesitado energía externa y lo logra de forma natural durante el proceso de carga y descarga.

Una de las claves del diseño es la elección de la sal para el electrolito. Algo que además de permitir el uso de un material de bajo coste, además de un nivel bajo de fusión este tiene otro beneficio: previene la formación de dendritas. Unos elementos de metal que crecen gradualmente entre los dos electrodos hasta que provocan un cortocircuito, y que son los grandes enemigos de las baterías de litio acortando su vida útil.

Aunque no se han dado datos concretos de densidad específica o volumétrica, desde el MIT se ha indicado que las aplicaciones con mayor potencial para este tipo de batería son aquellos que requieran decenas de kWh, como respaldo de energías renovables en viviendas o en puntos de recarga para coches eléctricos. Sectores donde el tamaño o el peso no son cruciales como en el uso en vehículos, y que permitirá desarrollar alternativas de bajo coste que ayuden a disparar el potencial de las energías renovables.

Y es que según las primeras estimaciones, estas celdas de aluminio, azufre y sal costarían solo una sexta parte del precio de una celda de iones de litio de tamaño similar. Algo sin duda de gran alcance que abre las puertas a una alternativa donde un sistema eléctrico 100% renovable sea posible, y además hacerlo con componentes más económicos.

Fuente | Nature