Las baterías de alta energía

Las baterías recargables de zinc-aire pueden almacenar tres veces la energía que almacena una batería de litio-ion.




 

Una batería desempaquetada: Este gráfico ilustra la estructura multi-capas de una batería ReVolt recargable de zinc-aire. De arriba a abajo: la cubierta de la batería, que permite que entre el aire; un electrodo poroso de aire; el punto de unión entre los dos electrodos; el electrodo de zinc; la caja.
Una compañía suiza afirma que ha desarrollado unas baterías de zinc-aire recargables y capaces de almacenar tres veces la cantidad de energía que almacenan las baterías de litio-ion, por volumen, y a la mitad de precio. ReVolt, desde Staefa, Suiza, tiene planeado vender pequeñas baterías de “célula botón” para audífonos a partir del año próximo, e incorporar su tecnología en baterías aún mayores, introduciendo baterías para teléfonos móviles y bicicletas eléctricas durante los próximos años. También están empezando a desarrollar baterías de gran formato para vehículos eléctricos.
El diseño de batería está basado en un tipo de tecnología desarrollada en SINTEF, un instituto de investigación en Trondheim, Noruega. ReVolt fue fundada para llevar esta tecnología al mercado y hasta ahora ha reunido 24 millones de euros en inversiones. James McDougal, el director general de la compañía, afirma que la tecnología soluciona el problema principal asociado a las baterías recargables de zinc-aire—que normalmente dejan de funcionar después de un número de recargas relativamente bajo. Si se logra desarrollar esta tecnología a gran escala, las baterías de zinc-aire podrían hacer que los vehículos eléctricos fuesen más prácticos mediante la bajada del coste y el incremento del rango de conducción.
Al contrario que las baterías convencionales, que contienen todos los reactantes necesarios para generar electricidad, las baterías de zinc-aire dependen del oxígeno en la atmósfera para generar corriente. A finales de los años 80 estaban consideradas como una de las tecnologías de batería más prometedoras gracias a su, en teoría, alta capacidad de almacenamiento de energía, afirma Gary Henriksen, director del departamento de almacenamiento de energía electroquímica en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois. La composición química de la batería también es relativamente segura puesto que no necesita materiales volátiles, por lo que las baterías de zinc-aire no tienen tendencia a provocar fuegos como ocurre con las baterías de litio-ion.
Debido a estas ventajas, las baterías no recargables de zinc-aire llevan mucho tiempo en el mercado. Sin embargo, hacer que sean recargables ha sido un reto hasta ahora. Dentro de la batería, un electrodo poroso de “aire” atrae al oxígeno y, con la ayuda de unos catalizadores en la superficie entre el aire y un electrolito basado en agua, lo reduce a un estado de iones de hidróxilo. Éstos viajan a través de un electrolito hasta el electrodo de zinc, donde el zinc acaba siendo oxidado—una reacción que libera electrones y genera una corriente. Para la recarga, el proceso se invierte: el óxido de zinc se convierte de nuevo en zinc y el oxígeno se libera por el electrodo de aire. Sin embargo, después de una serie de ciclos de carga y descarga, el electrodo de aire puede acabar desactivándose, decelerando o deteniendo las reacciones de oxígeno. Esto puede deberse, por ejemplo, a que el electrolito líquido se vaya empujando gradualmente dentro de los poros, afirma Henriksen. La batería también puede fallar en caso de que se seque o si el zinc se acumula de forma irregular, formando unas estructuras con forma de rama que crean cortocircuitos entre los electrodos.
Fuente: ReVolt