La tecnología creada por científicos de la Universidad Texas A&M se sirve de un electrolito con base de agua y libre de metales. Su capacidad de almacenaje de energía es lo que la hace más interesante.
Un equipo de investigadores de la Universidad Texas A&M ha logrado una mejora de hasta un 1000 % en la capacidad de almacenamiento de electrodos de baterías que utilizan agua y no contienen metales.
El objetivo principal de los investigadores era tener un mejor control sobre la cadena de suministro y evitar riesgos de incendios, mediante el uso de químicas más seguras. Y lo han conseguido gracias a los hallazgos de la doctora Jodie Lutkenhaus, profesora de Ingeniería Química, y el doctor Daniel Tabor, profesor asistente de Química.
Dichos hallazgos han sido publicados en la prestigiosa revista científica Nature y permiten a Lutkenhaus afirmar que «ya no habría incendios de baterías porque es a base de agua. En el futuro, si se prevé escasez de materiales, el precio de las baterías de iones de litio aumentará considerablemente».
«Si tenemos esta batería alternativa, podemos recurrir a esta química, ya que el suministro es mucho más estable», ha destacado.
Cómo es la batería de agua y polímero
La batería desarrollada por los científicos de Texas A&M se compone de dos electrodos (cátodo y ánodo) elaborados con polímeros capaces de almacenar energía. Además, el electrolito está compuesto de agua mezclada con sales orgánicas. Este último es la clave para conducir los iones entre el cátodo y el ánodo, almacenando así la energía.
«Si un electrodo se hincha demasiado durante el ciclo, entonces no puede conducir los electrones muy bien y se pierde todo el rendimiento», explica Lutkenhaus. «Creo que hay una diferencia del 1000 % en la capacidad de almacenamiento de energía, dependiendo de la elección del electrolito debido a los efectos de hinchamiento».
En el caso de esta batería de agua, los electrodos de polímero de radicales no conjugados y activos redox se han posicionado como candidatos prometedores a sustituir los tradicionales ánodos y cátodos metálicos, ya que ofrecen un alto voltaje de descarga y una rápida transición redox.
«Demostramos la naturaleza de la reacción redox mediante el examen de electrolitos acuosos de carácter cao-/kosmotrópico variable», señalan los investigadores en el artículo. Para ello, utilizaron «una microbalanza electroquímica de cristal de cuarzo con monitorización de disipación en un rango de escalas de tiempo».
La proporción de agua y sales en el electrolito
Los investigadores observaron macroscópicamente si el cátodo de la batería funcionaba mejor en presencia de ciertos tipos de sales al medir exactamente la cantidad de agua y sal que entra en la batería mientras está en funcionamiento.
Daniel Tabor señala que, «con esta nueva tecnología de almacenamiento de energía, esto es un impulso hacia las baterías sin litio», y añade que «esto nos brinda una fuerte evidencia de hacia dónde avanzar en el diseño de materiales».
Fuente | Universidad Texas A&M
