Fuente: El Periódico de la Energía
La búsqueda de alternativas de almacenamiento en baterías viables a las de ion-litio continúa. Ahora, los investigadores han demostrado que las baterías de ion-aluminio recargables son una posibilidad para el futuro almacenamiento de energía renovable.
En un estudio completado en la Northwestern University en Illinois y publicado en Nature Energy, Dong Jun Kim, ahora en la Escuela de Química de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), dirigió a un equipo de investigadores para demostrar una estrategia para diseñar materiales activos para baterías de aluminio recargables.
Un futuro de almacenamiento de energía basado en las baterías de ion-aluminio es posible e incluye tiempos de recarga más rápidos, sin problemas de fuga térmica, vida útil más larga y costes más bajos. Como el propio Kim dice, “el desarrollo de baterías con aluminio ha tenido muchas expectativas de ofrecer una alta relación de energía y precio”.
Eso es en parte porque el aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre detrás del oxígeno y el silicio. Y, según la UNSW, también tiene una de las capacidades volumétricas teóricas más altas, gracias a sus múltiples estados redox.
Estas cualidades son particularmente prometedoras en contraste con el ion-litio, que, habiendo impulsado por sí solo la revolución de los dispositivos electrónicos portátiles de las últimas décadas, se está apoyando casi tanto en cómo la energía renovable transforma las redes eléctricas globales.
La demanda de alternativas al li-ion está creciendo rápidamente: “baterías de alta capacidad que no se incendian ni explotan … (y) baterías más pequeñas y ligeras que se cargan en minutos, o incluso segundos. Aun así, almacene suficiente energía para alimentar un dispositivo durante días”.
Esto es sin mencionar el costo de las baterías de ion-litio, a menudo infladas por la adición de cobalto, que en muchos casos se obtiene a un alto coste, tanto económico como humano. Pero, como un equipo de investigación de la Universidad de Standford descubrió en 2015, ha habido algunos obstáculos importantes que impiden el progreso en algunas de las alternativas más económicas preferidas, incluidas las baterías de ión-aluminio.
El desafío fundamental, dice la UNSW , ha sido “encontrar electrodos de host apropiados para la inserción de iones de aluminio complejos”. Pero el equipo del Dr. Kim cree que podría haber encontrado una respuesta a ese problema. “Encontramos una forma novedosa de diseñar baterías recargables de aluminio empleando un compuesto macrocíclico activo como agente activo”, dijo Kim.
Como lo explica la UNSW, Kim y su equipo han logrado usar un gran compuesto químico orgánico como la parte de la batería que almacena energía. “Creemos que la investigación abre un nuevo enfoque para diseñar baterías de ion-aluminio que podrían ser de interés para los científicos que investigan el almacenamiento de energía electroquímica de próxima generación”, dijo Kim.
Pero al igual que los investigadores de Stanford anteriores a él, Kim advierte rápidamente que los hallazgos de la investigación no significan que el ion-aluminio esté a punto de destronar al ion-litio de su posición de liderazgo.
“Nuestros resultados mostraron un rendimiento prometedor de la batería, sin embargo, son los primeros ensayos y subrayamos que es necesario mejorar aún más en todos los aspectos. Por lo tanto, no tiene mucho sentido compararlo todavía con el bien establecido sistema de baterías de ion-litio”. Pero tampoco está restringiendo sus estudios al aluminio.
“Espero seguir investigando sobre la utilización de moléculas orgánicas redox activas para baterías de intercalación de iones multivalentes como el aluminio, el magnesio, el zinc y el calcio”, dijo.