Investigadores de la Escuela de Ingeniería Cockrell de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un nuevo tipo de batería que, según afirman, combina muchos de los beneficios de las baterías de estado sólido y líquido. Estos incluyen más capacidad de energía, estabilidad y flexibilidad, sin los inconvenientes de ambos tipos de baterías.
Su investigación, publicada recientemente en la revista Advanced Materials , dice que esta nueva batería es la primera "batería de metal totalmente líquido a temperatura ambiente".
Más poder que el Li-ion
Las baterías de estado sólido y las baterías de estado líquido tienen cada una sus respectivas ventajas y desventajas.
Aunque las baterías de estado sólido tienen una capacidad de almacenamiento de energía significativa, normalmente se degradan y se vuelven menos eficientes con el tiempo. Por el contrario, una batería de metal líquido puede entregar energía de manera más eficiente y sin el deterioro a largo plazo que se observa en los dispositivos de estado sólido. Sin embargo, normalmente se quedan cortos cuando se trata de aplicaciones de alta energía o requieren recursos significativos para calentar los electrodos y mantenerlos en estado fundido.
Según el equipo de investigación de la Universidad de Texas, los electrodos metálicos de su batería pueden permanecer licuados a temperaturas de solo 20 grados Celsius o 68 grados Fahrenheit. Hasta la fecha, esta es la temperatura de funcionamiento más baja registrada para una batería de metal líquido, que generalmente requiere temperaturas de 240 grados Celsius o más.
“Estamos emocionados de ver que el metal líquido podría proporcionar una alternativa prometedora para reemplazar los electrodos convencionales”, explica el profesor Guihua Yu. "Dada la alta energía y densidad de potencia demostrada, esta celda innovadora podría implementarse potencialmente tanto para redes inteligentes como para dispositivos electrónicos portátiles".
Una batería flexible y escalable
La batería a temperatura ambiente promete más energía que la columna vertebral de la mayoría de los dispositivos electrónicos personales actuales (baterías de iones de litio) y puede cargar y entregar energía varias veces más rápido.
El ánodo de la batería está hecho de una aleación de sodio y potasio y se utiliza una aleación a base de galio como cátodo. En su artículo, los investigadores reconocen que puede ser posible crear una batería con puntos de fusión aún más bajos mediante el uso de diferentes materiales, lo que sugiere el potencial de futuras investigaciones en este campo.
Dado que la batería está hecha de componentes líquidos, se puede ampliar o reducir fácilmente para satisfacer las demandas de energía. Cuanto más grande es la batería, más potencia ofrece. Esta flexibilidad permite que la batería totalmente líquida alimente potencialmente todo, desde simples dispositivos de consumo hasta infraestructura de alto nivel en el sector de las energías renovables.
Según el equipo, el siguiente paso es aumentar la potencia de la batería mejorando sus electrolitos. “Aunque nuestra batería no puede competir con las baterías de metal líquido de alta temperatura en la etapa actual, se espera una mejor capacidad de energía si los electrolitos avanzados están diseñados con alta conductividad”, dijo Yu Ding, autor principal del artículo.
Fuente: allaboutcircuits.com