Uno de los grandes causantes del efecto invernadero y el cambio climático está en los residuos tóxicos de los combustibles fósiles, que no son un bien infinito y en cualquier momento se pueden agotar, sobre todo porque de ahí proviene la mayor parte de la energía que la humanidad usa actualmente.
Por esa razón, llevamos muchos años buscando alternativas que sean amables con el medio ambiente y que nos permitan disfrutar de la vida moderna y sus altos gastos de energía, sin problema.
Recientemente, unos investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos) publicaron un estudio en la revista científica Joule, en el que hablan de dos baterías de bajo costo y alto rendimiento, hechas con un material acuoso llamado flujo de redox, que usan cromo y agentes aglutinantes orgánicos para conseguir un voltaje y una eficiencia altas.
Estas baterías tienen una capacidad de almacenamiento escablable muy alta, que les permite, a futuro, servir para almacenar energía eólica y solar, lo que reduciría la dependencia de las empresas de combustibles fósiles, a un bajo costo que no dan las baterías de iones.
Las baterías de iones no son una solución
Aunque actualmente las baterías de iones de litio son las de mejor rendimiento para el almacenamiento de energía, y por eso se usan en celulares, computadores, tabletas y hasta en carros eléctricos, tienen el problema de que son muy propensas a incendiarse por problemas de fábrica, debido a que se usan electrolitos orgánicos líquidos, que son altamente inflamables, como explica un artículo de Phys.org.
Además, se necesitarían millones de baterías de litio para proveer de energía a una pequeña central eléctrica durante una hora, cuando la luz solar ya no esté disponible, de acuerdo con el profesor asistente del departamento de química de la Universidad de Colorado y autor principal del estudio sobre las baterías de flujo de redox, Michael Marshak, citado por Science Daily.
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Marshak explica que el problema con las baterías de iones de litio es que no escalan bien. Además, si bien una solución para que no se incendien es pasar de electrolitos líquidos a sólidos, que son menos inflamables, “mientras más material sólido se agregue, más resistencia se agregará”, señala Marshak. Esto se traduce en que, para un mayor consumo de energía, se necesitarán más baterías, lo cual no es rentable.
Por eso, las baterías de flujo de redox son más prometedoras, porque mantienen sus ingredientes activos separados en grandes tanques, lo que les permite distribuir la energía más eficientemente, similar a lo que pasa en un automóvil, que tiene una combustión estable cuando se presiona el acelerador.
Lo tenían en sus narices
Aunque anteriormente se habían hecho estudios similares con baterías químicas, se rechazaron porque, al usar quinonas como electrodos, descubrieron que no eran solubles en agua y decidieron descartarlas. Pero los expertos de la Universidad de Colorado en Boulder decidieron hacer un nuevo análisis y descubrieron que, al combinar agentes aglutinantes orgánicos (también conocidos como quelatos) con iones de cromo, se logra estabilizar un electrolito potente.
Eso se da porque los quelatos crean un ‘escudo’ alrededor de los iones de cromo, lo que impide que el agua obstaculice el reactivo y permite, de esta forma, que las celdas de la batería se dispersen a 2,13 voltios, casi el doble del promedio operacional para una batería de flujo.
Además, lograron estos resultados con un pH relativamente neutro, de nueve, diferente a otras baterías que tienen ácidos altamente corrosivos, lo que hace que sea difícil de trabajar con ellos y es difícil desecharlos de manera responsable. Eso los hace más parecidos a un detergente para ropa, como explica otro autor principal del estudio, Brian Robb, estudiante de doctorado del departamento de ingeniería química y biología de la Universidad de Colorado.
Otro material para las baterías del futuro
Además, un grupo de investigadores de la Universidad Católica de Lovaina (Valonia, Bélgica), cuyo trabajo fue publicado en la revista Chem, descubrió un material que también podría servir para fabricar las baterías del futuro, que serán eficientes y menos dañinas para el medio ambiente.
Se trata de LiTi o LTPS (silicona policristalina de baja temperatura), que, gracias a su estructura cristalina única, tiene el coeficiente de difusión de litio más alto que se haya medido en un sólido. Eso abriría nuevas perspectivas en los conductores de iones de litio para almacenar energía eólica y fotovoltaica, reduciendo su problema de combustión, lo que también abre un camino para la búsqueda de más materiales con mecanismos similares de difusión, como explica un artículo publicado en la página de la Universidad Católica de Lovaina.
Imágenes:Universidad Católica de Lovaina, Rick_Jo, Petmal
