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Las nuevas baterías de iones de hidruro multiplican por seis la capacidad de las baterías de iones de litio.
Científicos chinos han publicado en la revista 'Nature' el desarrollo de una nueva batería que usa hidrógeno, es más segura y tiene 6 veces más capacidad que las tradicionales de litio
n equipo de científicos chinos ha conseguido crear la primera batería de hidruro funcional del mundo, abriendo así una nueva era en el almacenamiento energético que podría dejar obsoletas las actuales baterías de litio. Los investigadores aseguran que la capacidad de la batería es hasta seis veces mayor que la de algunas baterías de iones de litio convencionales
En lugar del litio, este revolucionario dispositivo, desarrollado por el Instituto de Física Química de Dalian (China), utiliza iones de hidruro como portadores de carga, evitando muchos de los problemas de dendrita, una estructura ramificada que crece en el ánodo y que inutiliza las baterías convencionales.
"Utilizar hidrógeno como portadores de carga puede evitar la formación de dendritas metálicas perjudiciales, en principio, lo que crea nuevas vías de investigación para el almacenamiento y conversión de energía limpia", explican los investigadores.
La innovación, publicada en la prestigiosa revista Nature, representa el salto desde el concepto teórico hasta la verificación experimental práctica. Los investigadores han demostrado que su prototipo puede alimentar dispositivos reales, lo que supone el empujón definitivo a su posible aplicación comercial.
Cómo funciona
El secreto del avance chino reside en un diseño de electrolito núcleo-carcasa (denominado 3CeH3@BaH2), donde una fina carcasa de hidruro de bario (BaH2) encapsula trihidruro de cerio (CeH3). Esta estructura aprovecha la alta conductividad de iones de hidruro del CeH3 y la estabilidad del BaH2.
El equipo, dirigido por Ping Chen, profesor y jefe de división de energía del hidrógeno y materiales avanzados en el DICP, ha conseguido que este electrolito conduzca iones de hidruro de forma eficiente a temperatura ambiente y que se convierta en un conductor superiónico por encima de los 60 grados Celsius.
Los científicos utilizaron hidróxido de aluminio y sodio (NaAlH4) como electrodo positivo e hidruro de cerio pobre en hidrógeno como electrodo negativo, ambos materiales de almacenamiento de hidrógeno comúnmente empleados en aplicaciones energéticas.
Adiós al litio
El electrodo positivo de la batería ofrece una capacidad específica de descarga inicial de 984 miliamperios-hora por gramo (mAh/g) a temperatura ambiente, manteniendo 402 mAh por gramo después de 20 ciclos. Mientras que la capacidad de las baterías de litio convencionales puede variar entre 150 y 300 mAh por gramo, dependiendo de su composición.
"Construimos una batería apilada multicapa para aumentar el voltaje de la batería a 1,9 V, lo que logró encender una luz LED amarilla, lo que demuestra que una batería de iones de hidruro puede utilizarse para alimentar dispositivos eléctricos", afirma el equipo en su artículo.
La tecnología presenta ventajas significativas sobre las baterías de litio actuales. Las baterías de litio tradicionales utilizan átomos de litio cargados positivamente para almacenar y liberar energía. Mientras que los iones hidruro se forman cuando un átomo de hidrógeno gana un electrón adicional. Los iones hidruro como portadores de carga negativa son más energéticos y reactivos que los iones con carga positiva, como los de iones de litio.
“Este material exhibe una rápida conducción de hidruro a temperatura ambiente y combina una excelente estabilidad térmica y electroquímica, lo que lo convierte en un material electrolítico ideal”, concluye el equipo.
