Un grupo de investigadores de instituciones científicas australianas y chinas desarrolló diversos prototipos de baterías que funcionan a base de agua para generar energía eléctrica, lo que podría convertirse en una alternativa ecológica, informó el Instituto Real de Tecnología de Melbourne (Australia).
Las baterías son dispositivos que tienen la capacidad de almacenar energía, la cual posteriormente se descargará para llevar a cabo una reacción electroquímica que terminará por producir electricidad. Generalmente, una batería está compuesta de dos electrodos (ánodo y cátodo), que están sumergidos en una sustancia química denominada electrólito.
En las baterías comunes, el electrólito suele ser una solución química (ácido sulfúrico o sal de litio), que no se puede recuperar fácilmente una vez que se haya insertado en las mismas. En el caso de las “baterías de agua”, conocidas científicamente como baterías acuosas de iones, el electrólito es agua añadida con algunas sales.
También utilizan electrodos metálicos hechos de zinc o magnesio, que son más económicos y menos tóxicos que otros materiales utilizados en las baterías actuales. De acuerdo con los científicos, este tipo de acumuladores no provocan incendios o explosiones como sus contrapartes de iones de litio, además de que los materiales con los que son construidos reducen el riesgo para la salud humana y los impactos al medioambiente.
No obstante, uno de los inconvenientes de las baterías de agua durante el ciclo de carga es el crecimiento de pequeñas formaciones metálicas puntiagudas, denominadas ‘dendritas disruptivas’, en el ánodo. Los expertos señalaron que estas dendritas pueden ocasionar cortocircuitos en el interior de la batería, así como otras fallas.
En un nuevo estudio, recientemente publicado en la revista Advanced Materials, se reportó que, tras recubrir el ánodo de zinc con un nanomaterial compuesto de bismuto metálico, se logró inhibir la aparición de dendritas en este electrodo. Además, esta capa también protege al ánodo de la corrosión provocada por el electrolito a base de agua.
Hasta el momento, se han construido baterías de agua del tamaño de una pila utilizada en relojes, además de baterías cilíndricas AA y otras en antiguos teléfonos móviles. “Nuestras baterías ahora duran mucho más, comparable a las baterías de iones de litio comerciales del mercado, lo que las hace ideales para uso intensivo y de alta velocidad en aplicaciones del mundo real”, indicó uno de los científicos, Tianyi Ma.
Por otro lado, Ma destacó que se trabajará para aumentar la densidad de energía de sus baterías de agua, las cuales eventualmente reemplazarán a las baterías de plomo-ácido y de iones de litio. Esto se logra mediante electrodos de magnesio, que en palabras de Ma es más liviano que el zinc y el níquel. “El magnesio […] tiene una mayor densidad de energía potencial y permitirá que las baterías tengan tiempo de carga más rápido y una mejor capacidad para soportar dispositivos y aplicaciones que consumen mucha energía”, concluyó.
