Avances con baterías de potasio, una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio son la tecnología más popular para el almacenamiento de energía en dispositivos electrónicos y vehículos. Sin embargo, tienen algunas desventajas y las baterías de potasio aspiran a ocupar su lugar.

El mercado de las baterías está prácticamente dominado en su totalidad por las baterías de iones de litio (LIB), que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Desde dispositivos electrónicos hasta vehículos eléctricos, esta tecnología ofrece una serie de ventajas, como una alta densidad de energía, un buen rendimiento y un coste relativamente bajo.

Sin embargo, las LIB también tienen algunas limitaciones. Una de ellas es su limitada disponibilidad. El litio es un elemento relativamente raro y su demanda está creciendo rápidamente. Otra limitación es el potencial peligro, ya que en caso de accidente las LIB pueden sufrir un incendio o una explosión.

Estas limitaciones están impulsando la búsqueda de alternativas. Las baterías de iones de potasio (KIB) son una de las tecnologías más prometedoras, pues ofrecen una serie de ventajas.

Baterías de potasio

Las baterías de iones de potasio están hechas de materiales más abundantes y baratos, y son más seguras. Además, las KIB pueden utilizar un electrolito de agua en sal (WISE), que las hace más estables térmica y químicamente.

Sin embargo, las KIB también presentan algunos desafíos que deben superarse. Uno de ellos es la prevención de la evolución de hidrógeno en el electrodo negativo. Esta puede provocar la descomposición de la batería y el riesgo de incendio.

Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia de Tokio (TUS), Japón, ha realizado recientemente un estudio para obtener información sobre la formación de interfases de electrolitos sólidos (SEI) y sus propiedades en KIB basadas en electrolito de agua salada. Los investigadores emplearon dos técnicas analíticas avanzadas para observar cómo se forma y reacciona la SEI en tiempo real.

Los resultados del estudio revelaron que la estas forman una capa pasivante en WISE similar a la que se observa en las baterías de litio. Esta capa ayuda a suprimir la evolución de hidrógeno y a garantizar un rendimiento estable y una mayor durabilidad de las KIB.

El estudio es un paso importante en el desarrollo de las baterías de iones de potasio. Los resultados sugieren que las KIB tienen el potencial de reemplazar a las baterías de litio en una amplia gama de aplicaciones.

Ventajas de las baterías de iones de potasio

Las baterías de iones de potasio ofrecen una serie de ventajas sobre las baterías de litio, entre ellas:

• Abundancia: el potasio es un elemento más abundante que el litio, lo que hace que las baterías de iones de potasio sean más asequibles.
• Seguridad: las KIB son más seguras que las baterías de litio, ya que no son propensas a la formación de dendritas, que pueden provocar cortocircuitos y el riesgo de incendio.
• Estabilidad: son más estables térmica y químicamente que las baterías de litio, lo que las hace más duraderas.

Desafíos de las baterías de iones de potasio

Las baterías de iones de potasio también tienen algunos desafíos que deben superarse, entre ellos:

• Evolución de hidrógeno: puede provocar la descomposición de la batería y riesgo de incendio.
• Densidad de energía: las KIB tienen una densidad de energía ligeramente inferior a la de las baterías de litio.
• Coste: el coste de las KIB aún es superior al de las baterías de litio, al no ser una tecnología desarrollada y asentada en el mercado.

Por todo ello, las baterías de iones de potasio son una tecnología prometedora que tiene el potencial de reemplazar a las baterías de litio en una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, aún hay algunos desafíos que deben superarse antes de que las KIB puedan convertirse en una alternativa viable a las baterías de litio.