Nueva batería de zinc-aire promete 310 mW de potencia y más de 1.100 horas de funcionamiento estable
Investigadores chinos han desarrollado una batería usando una química con gran potencial por su bajo coste y facilidad de producción, las zinc-aire. Este avance mejora la eficiencia y la durabilidad usando luz y abre las puertas a nuevas aplicaciones en almacenamiento energético.
Investigadores en China han dado un paso importante en el desarrollo de baterías de zinc-aire, creando prototipos que mantienen un funcionamiento estable durante más de 1.100 horas de carga y descarga. Además, estos nuevos dispositivos son flexibles y resistentes, conservando su rendimiento incluso después de múltiples dobleces.
Y es que las baterías a base de zinc tanto acuoso como con aire, han sido un objeto de deseo de los desarrolladores desde hace mucho tiempo, hace 14 años ya publicábamos aquí noticias al respecto, por factores como su estabilidad térmica, que las hacen más seguras y compatibles con recargas ultrarrápidas. Sin embargo, su implantación en sectores como el coche eléctrico se ha visto frenada su baja eficiencia eficiencia Coulombica, y la rápida degradación de los ánodos y cátodos.
El equipo, liderado por científicos de la Universidad Donghua junto con otras instituciones, ha introducido un catalizador p–n que combina nitruro de carbono grafítico con una red de nanofibras de carbono y dos sitios activos de cobalto. Esta innovación permite acelerar las reacciones de oxígeno, mejorar la eficiencia energética y lograr una estabilidad de ciclo sin precedentes, tanto en baterías líquidas como flexibles.
Hacia aplicaciones reales de las baterías de zinc-aire
Una de las grandes limitaciones de las baterías de zinc-aire tradicionales es la lentitud de la electroquímica del oxígeno, que provoca alta sobrepotencial, baja densidad de potencia y rápida degradación del rendimiento. El nuevo enfoque aprovecha la luz para mejorar estas reacciones, reduciendo las pérdidas de energía y extendiendo la vida útil sin depender de metales preciosos.
Los investigadores destacan que estas baterías ofrecen alta densidad energética teórica, seguridad intrínseca y abundancia de materiales, lo que las hace muy atractivas para almacenamiento a gran escala y dispositivos electrónicos flexibles. La clave de esta mejora radica en la integración de fotoactividad y electrocatalisis en un único electrodo de aire, donde los electrones generados por la luz se dirigen a la estructura conductora para impulsar la reacción de reducción de oxígeno, mientras que los huecos facilitan la evolución de oxígeno en sitios adyacentes. Esta separación espacial reduce la recombinación de carga y disminuye la energía requerida para las reacciones.
En pruebas electroquímicas, este sistema mejorado por luz alcanza una densidad máxima de potencia de 310 mW cm² y mantiene su funcionamiento estable durante más de 1.100 horas. En las versiones flexibles, la batería puede llegar a 96 mW cm² y soporta un amplio rango de ángulos de flexión de 0° a 180°, mostrando su resistencia en condiciones exigentes.
Este desarrollo no solo abre nuevas posibilidades para baterías de zinc-aire, sino que también podría aplicarse a otras baterías metálicas-aire y sistemas electroquímicos asistidos por luz. En términos más generales, los investigadores ven un camino prometedor para integrar la energía solar directamente en el almacenamiento electroquímico, acercando la captura de energía renovable a su utilización eficiente.
Fuente | Newswise
