Las baterías de zinc a base de agua pueden convertirse en una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio para almacenar energía eléctrica producida de manera sostenible.
El zinc es un material abundante, barato y fácil de reciclar, y el uso de disolventes orgánicos inflamables no es necesario en estas baterías.
Sin embargo, los ingenieros se han enfrentado varios desafíos en el desarrollo de baterías de zinc, como por ejemplo la reacción del líquido electrolítico acuoso cuando se cargan a alto voltaje, la formación de depósitos de zinc en forma de aguja (dendritas) y la necesidad de mantener la concentración óptima de sales en el electrolito.
Recientemente, un equipo internacional de investigadores dirigido por la profesora Maria Lukatskaya de ETH Zurich ha desarrollado una estrategia que puede impulsar el desarrollo de las baterías de zinc, haciéndolas más potentes, seguras y respetuosas con el medio ambiente.
La clave está en la concentración de sal
Los investigadores buscaron sistemáticamente la concentración óptima de sal para las baterías de iones de zinc a base de agua y descubrieron que la concentración óptima no era tan alta como se suponía anteriormente, sino relativamente baja: de cinco a diez moléculas de agua por ion de sal con carga positiva.
Además, utilizaron sales de ácido acético (acetatos) respetuosas con el medio ambiente en lugar de sales tóxicas para evitar la pérdida de electrolitos y la formación de dendritas, así como para cargar y descargar las baterías más rápido.
Aunque los investigadores han probado su nueva estrategia de batería en una escala de laboratorio relativamente pequeña, el siguiente paso será ampliar el enfoque y ver si también se puede usar para construir baterías grandes.
De lograrse, las baterías de zinc podrían usarse algún día como dispositivos de almacenamiento en la red eléctrica para compensar las fluctuaciones o en el sótano de casas unifamiliares para que la energía solar producida durante el día también esté disponible por la noche.
Aún quedan retos por superar
Sin embargo, aún quedan algunos desafíos por superar antes de que las baterías de zinc estén listas para el mercado.
Lukatskaya señala que las baterías de zinc constan de dos electrodos: uno de zinc y otro de otro material. El material del segundo electrodo aún no se ha optimizado para lograr una vida útil prolongada y una alta capacidad de carga.
Además, las baterías de zinc deben ser capaces de funcionar de manera segura y estable en diferentes temperaturas y entornos para poder competir con las baterías de iones de litio en el mercado.
Por tanto, las baterías de zinc a base de agua tienen el potencial de ser una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio, pero aún albergan limitaciones.
En cualquier caso, la estrategia desarrollada por el equipo de investigación liderado por Lukatskaya para optimizar la concentración de sal en las baterías de iones de zinc a base de agua es un paso en la dirección correcta para hacer que estas baterías sean más potentes, seguras y respetuosas con el medio ambiente.
