Mientras
los argentinos sueñan que su tesoro del Litio les asegurará su futuro, parece
que el Aluminio podría reemplazar al Litio como materia prima en las baterías.
Nota
Original en inglés
Is This The End Of
The Lithium-Ion Battery ?
Traducción al español de la Nota original:
“¿Es este el final de la
batería de iones de litio?”
Los
investigadores han estado en una carrera para encontrar formas de mejorar
las baterías de iones de litio. También buscan desarrollar
alternativas a la batería de iones de litio que serían de menor costo y más
sostenibles de fabricar. Y pueden haber encontrado una.
Las
baterías a base de aluminio serían más baratas de fabricar, porque el aluminio
es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre
después del oxígeno y el silicio. El aluminio también es liviano y podría
ser ideal para usar en baterías.
Sin
embargo, durante años, los científicos han tropezado en la investigación sobre
las baterías de aluminio, porque todavía tenían que descifrar el código de qué
materiales usar para el ánodo y el cátodo de la batería, para que pueda
permitir un almacenamiento de energía eficiente con suficiente contenido de
energía.
Ahora
los científicos de Suecia y Eslovenia dicen que han encontrado una manera de tener baterías de
aluminio eficientes, con un menor impacto ambiental y menores costos de
producción.
Investigadores
de la Universidad
Tecnológica Chalmers de Suecia y el Instituto Nacional de
Química de Eslovenia idearon un nuevo concepto para un diseño de batería de
aluminio, que promete el doble de densidad de energía en comparación con las
versiones anteriores de batería de aluminio.
En
comparación con las baterías de iones de litio actuales, el nuevo concepto
podría conducir a "costos de producción marcadamente más bajos" de
baterías de aluminio, dicen los científicos.
Otra
ventaja es que ya existe una industria establecida para la fabricación y
reciclaje de aluminio. Con las baterías de iones de litio, el reciclaje es
un problema importante ya que actualmente existen pocas tecnologías
económicamente viables para el reciclaje de baterías.
Los
investigadores suecos y eslovenos han ideado un nuevo concepto para diseñar
baterías de aluminio que teóricamente supera los desafíos anteriores con baja
densidad de energía en las baterías de aluminio actuales.
El
nuevo concepto, descrito en un artículo en la revista Energy Storage Materials, da
vuelta a los diseños anteriores de la batería de aluminio. Hasta ahora,
los diseños han utilizado el aluminio como electrodo negativo, el ánodo,
mientras que el electrodo positivo, el cátodo, estaba hecho de grafito. Pero
el grafito no tiene suficiente contenido de energía para ser útil en una celda
de batería.
Sin
embargo, en el nuevo concepto, los investigadores reemplazaron el grafito con
un cátodo orgánico nanoestructurado hecho de la molécula de antraquinona a base
de carbono. Este material orgánico en el cátodo permite el almacenamiento
de portadores de carga positiva del electrolito, la solución en la que los
iones se mueven entre los electrodos, lo que permite una mayor densidad de
energía en la batería.
"Debido
a que el nuevo material del cátodo permite utilizar un portador de carga más apropiado,
las baterías pueden aprovechar mejor el potencial del aluminio", dijo el
investigador de Chalmers Niklas Lindahl en un comunicado.
"Los
costos de materiales y los impactos ambientales que prevemos de nuestro nuevo
concepto son mucho más bajos de lo que vemos hoy, lo que los hace factibles
para el uso a gran escala, como parques de celdas solares o almacenamiento de
energía eólica, por ejemplo", Patrik Johansson, Profesor del Departamento
de Física de Chalmers, notas.
Actualmente
no hay baterías de aluminio disponibles comercialmente, pero ahora la pregunta
que hacen los científicos es si algún día pueden reemplazar las baterías de
iones de litio.
“Por
supuesto, esperamos que puedan hacerlo. Pero, sobre todo, pueden ser
complementarios, asegurando que las baterías de iones de litio solo se usen donde
sea estrictamente necesario”, dice Johansson.
Según
el científico, el equipo todavía tiene mucho trabajo que hacer con los
electrolitos y los mecanismos de carga, pero creen que el aluminio es
generalmente "un portador de carga significativamente mejor que el litio,
ya que es multivalente, lo que significa que cada ion" compensa
"varios electrones".
"Además,
las baterías tienen el potencial de ser significativamente menos dañinas para
el medio ambiente", agregó Johansson.
El
equipo de científicos sueco-esloveno no es el único que trabaja en avances en baterías
de aluminio. Un equipo de UNSW Sydney dijo en diciembre pasado que habían encontrado una nueva forma de diseñar baterías de
aluminio recargables mediante el uso de un gran compuesto químico orgánico como
parte de la batería que almacena energía, lo cual era un desafío fundamental
antes de eso.
"El
desarrollo de baterías que utilizan aluminio ha recibido muchas expectativas de
entregar altas relaciones de energía a precio", dijo el Dr. Dong Jun Kim
de la Facultad
de Química de la UNSW.
Por Tsvetana Paraskova para Oilichelin
