China crea una batería sólida que almacena hidrógeno y electricidad con un 93,9% de eficiencia
Investigadores chinos han desarrollado una innovadora batería sólida capaz de almacenar hidrógeno y electricidad al mismo tiempo; el sistema funciona sin depósitos de alta presión y logra una eficiencia energética sorprendentemente elevada.
China sigue acelerando en la carrera tecnológica de las baterías y acaba de presentar un desarrollo que podría abrir una nueva vía para el almacenamiento energético del futuro. Un equipo de investigadores del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) ha diseñado el primer prototipo funcional de una batería sólida capaz de almacenar simultáneamente hidrógeno y electricidad en condiciones normales de temperatura y presión.
La gran novedad de este sistema es que logra combinar ambas funciones en un único dispositivo y hacerlo además con una eficiencia energética del 93,9%, una cifra muy superior a la de los sistemas tradicionales de almacenamiento de hidrógeno. Según los investigadores, esta tecnología permitiría simplificar enormemente las infraestructuras necesarias para guardar energía limpia, reduciendo costes y mejorando la seguridad.
Hasta ahora, almacenar hidrógeno de forma eficiente obligaba a recurrir a depósitos de alta presión o sistemas criogénicos extremadamente caros y complejos. Este nuevo desarrollo evita todos esos problemas utilizando una solución mucho más sencilla: convertir el hidrógeno en un compuesto sólido estable dentro de la propia batería.
Una batería sólida que almacena hidrógeno sin depósitos de alta presión
El proyecto abandona por completo el uso de baterías de litio tradicionales y apuesta por una tecnología basada en iones hidruro. Se trata de átomos de hidrógeno con un electrón adicional que permiten almacenar grandes cantidades de energía, aunque hasta ahora su enorme inestabilidad había impedido utilizarlos de forma práctica.
Los investigadores chinos llevaban trabajando en esta idea desde 2018 y no fue hasta 2023 cuando consiguieron desarrollar un material capaz de estabilizar el movimiento de estos iones. A partir de ahí lograron construir una batería sólida funcional utilizando magnesio metálico y gas hidrógeno como electrodos.
El funcionamiento es bastante llamativo. Durante la descarga, el hidrógeno se transforma en iones hidruro que reaccionan con el magnesio formando un hidruro metálico sólido estable. Cuando la batería se recarga, el proceso se invierte y el hidrógeno vuelve a liberarse. Todo ello sin necesidad de depósitos presurizados ni complejos sistemas de refrigeración.
Según el equipo del DICP, este sistema actúa casi como una esponja química capaz de absorber y liberar hidrógeno mientras almacena electricidad al mismo tiempo. Una solución especialmente interesante para grandes sistemas de almacenamiento renovable o incluso futuras aplicaciones industriales y de movilidad.
Las pruebas realizadas en laboratorio han mostrado resultados bastante prometedores. El prototipo fue capaz de funcionar en temperaturas de entre -20 y 90 grados centígrados manteniendo estabilidad operativa. Además, alcanzó una capacidad inicial de descarga de 1.526 mAh/g, una cifra muy elevada para este tipo de tecnologías experimentales.
La durabilidad también parece razonable para encontrarse en una fase tan temprana de desarrollo. Después de 60 ciclos de carga y descarga, la batería todavía conservaba más del 70% de su capacidad original.
Para demostrar su viabilidad práctica, los investigadores ensamblaron un pequeño pack formado por diez celdas capaces de generar más de 2,4 voltios, suficiente para alimentar una bombilla LED.
Uno de los aspectos más importantes de esta tecnología es precisamente la seguridad. El hidrógeno queda atrapado químicamente en estado sólido durante el funcionamiento normal de la batería, eliminando gran parte de los riesgos asociados al almacenamiento convencional de este gas.
Los investigadores creen que esta solución podría tener aplicaciones tanto estacionarias como móviles, especialmente en sistemas de almacenamiento energético vinculados a energías renovables. Además, el elevado nivel de eficiencia permitiría reducir pérdidas y mejorar el aprovechamiento de la energía producida.
Ahora el siguiente paso será mejorar el rendimiento global, aumentar la durabilidad y desarrollar materiales más avanzados que permitan acercar esta tecnología a una futura producción comercial. Todavía queda camino por recorrer, pero el avance demuestra hasta qué punto China sigue acelerando en el desarrollo de nuevas generaciones de baterías sólidas y soluciones energéticas alternativas.
Fuente | Sciencedirect
