Membranas nanotecnológicas que podrían cambiar la forma en la que producimos energía limpia

Desde la Universidad de Illinois Chicago, un equipo de investigadores ha dado con algo que puede abrir una vía interesante en el mundo de la energía limpia y los coches eléctricos. Han desarrollado una nueva clase de membranas formadas por nanotubos capaces de acelerar de forma brutal el transporte de iones de litio, mucho más allá de lo que se creía posible hasta ahora.

El trabajo, publicado en la revista Nature Nanotechnology, describe cómo unos nanotubos de nitruro de boro de tamaño microscópico no solo permiten el paso de iones de litio a gran velocidad, sino que además bloquean gran parte de otros iones. Vamos, una especie de “autopista selectiva” a escala atómica.

Un sistema que acelera el litio como nunca antes visto

El equipo de la University of Illinois Chicago ha comprobado que estos nanotubos crean canales extremadamente eficientes para el movimiento de iones. En la práctica, cuando se colocan estas membranas entre dos soluciones con distinta concentración de sal, el flujo de iones no solo es más rápido de lo esperado, sino que rompe los modelos teóricos actuales.

En este punto entra en escena el investigador Sangil Kim, que ha explicado que el mecanismo descubierto permite que los iones de litio se desplacen a velocidades muy superiores a las previstas. De hecho, el estudio apunta a que los iones de litio pueden moverse hasta 31 veces más rápido de lo que indicaban las predicciones iniciales.

Lo interesante no es solo la velocidad, sino la combinación con la selectividad. Es decir, el sistema deja pasar litio mientras frena otros iones, algo que en ingeniería de materiales siempre ha sido un equilibrio complicado de lograr sin sacrificar rendimiento.

Energía a partir de sal y posibles aplicaciones en coches eléctricos

Más allá del laboratorio, el potencial de esta tecnología es bastante amplio. Uno de los usos más llamativos es la generación de energía a partir de la mezcla de agua dulce y salada, lo que se conoce como energía osmótica o “energía azul”. Un concepto que, aunque no es nuevo, aquí podría dar un salto importante en eficiencia.

Para demostrarlo, los investigadores han conseguido generar suficiente electricidad como para alimentar dispositivos sencillos, como una calculadora o incluso un reloj, usando únicamente el flujo de iones a través de estas membranas. No es una central eléctrica, pero sí una prueba de que el sistema funciona y puede escalarse.

El propio equipo compara este fenómeno con el funcionamiento de las anguilas eléctricas, que generan descargas controlando el movimiento de iones en sus células especializadas. La naturaleza, una vez más, como inspiración directa para la ingeniería moderna.

Y aquí es donde entra el posible impacto en el mundo de los coches eléctricos. Este tipo de membranas podría utilizarse en procesos de extracción y purificación de litio mucho más eficientes, algo clave si tenemos en cuenta la demanda creciente de baterías. También abre la puerta a recuperar litio de baterías usadas, reduciendo costes y dependencia de materias primas críticas.

Si se consigue escalar este tipo de tecnología, podríamos ver mejoras importantes tanto en la producción de baterías como en su reciclaje, dos puntos críticos para el futuro del coche eléctrico en Europa y el resto del mundo.