Científicos de la Universidad Edith Cowan, en Australia, llegaron a conclusiones que pueden tener implicaciones grandes para la industria de los coches eléctricos, al demostrar el potencial de las baterías de zinc-aire como una alternativa para las de ion-litio. La mayor ventaja es que ofrecen mucha más densidad, es decir, capaces de almacenar más energía en menos espacio, ofreciendo altos niveles de eficiencia y autonomía.
Las baterías a las aludidas en el estudio están compuestas por un electrodo negativo de zinc y otro positivo de aire. Su principal desventaja es que el electrodo de aire se puede degradar con el tiempo, reduciendo el desempeño de la batería y su autonomía. Por el lado positivo, tiene beneficios como la reducción en los costos y su menor el impacto medioambiental, ello en relación con las de ion-litio, actualmente las más usadas en la movilidad eléctrica.
¿Cómo subsanaron los especialistas las carencias de las baterías de zinc-aire, posicionándolas como una opción viable? Según el estudio, las mejoras se consiguieron a través de un rediseño, y por medio de nuevos materiales como carbono, hierro y minerales a base de cobalto.
Ventajas y desventajas de las baterías de zinc-aire
“Las baterías recargables de zinc-aire son cada vez más atractivas debido a su bajo costo, su respeto al medio ambiente, la alta densidad de energía teórica y su seguridad inherente”, remarcó el autor principal del estudio, el doctor Muhammad Rizwan Azhar.
En teoría, este tipo de baterías reúne todas las características necesarias para suplir la demanda que actualmente hay, a medida que la adopción de movilidad eléctrica aumenta en todo el mundo. Ofrece más autonomía, es decir, puede recorrer más con una sola carga, a menos precios —haciendo que los coches sean más económicos— y más sostenibles.
“El nuevo diseño ha sido tan eficiente que ha suprimido la resistencia interna de las baterías y su tensión se ha aproximado a la teórica, lo que da lugar a una elevada densidad de potencia máxima y una estabilidad de largo plazo”, indicó el doctor Azhar.
Más allá de las ventajas señaladas, las baterías de zinc-aire presentan limitaciones y se enfrentan a importantes desafíos antes de su producción a gran escala. El principal reto es evitar la degradación del electrodo de aire. También está el problema de su pérdida de eficiencia a temperaturas bajas.
Características de las baterías de ion-litio, el estándar en la industria
Más allá de las baterías de zinc-aire, en la actualidad hay un estándar: las variantes que emplean sal de litio. La mayor parte de los dispositivos móviles toman energía de ese componente, incluyendo los smartphones, relojes inteligentes, tablets y equipos portátiles. Los coches eléctricos también las usan, e incluso hay la posibilidad de una futura generación de aviones con esa característica.
Igual que ocurre con cualquier otra tecnología, las baterías de ion-litio presentan ventajas y desventajas. Entre las primeras, se destaca su densidad, la resistencia a la descarga y la capacidad para operar en un alto número de ciclos de carga y descarga. Entre las segundas, son sensibles a los cambios de temperatura, sus largos procesos y costos de producción.
Zinc-aire, ¿una solución posible?
El desarrollo de los vehículos eléctricos, así como la actividad de diversos sectores industriales, impone la búsqueda de alternativas a las baterías de ion-litio. El objetivo es conseguir opciones más fáciles de producir, con menos utilización de materias primas y con mayor densidad.
El estudio divulgado por la institución australiana muestra cierto nivel de entusiasmo respecto al potencial de las baterías de zinc-aire para revolucionar la movilidad eléctrica. Un punto a favor de la propuesta es la amplia disponibilidad del recurso. “Debido a su abundancia en países como Australia, y a la ubicuidad del aire, la que proponemos es una solución muy viable y fiable”, explicó Azhar.
No obstante, es importante notar que la tecnología aún se encuentra en sus primeras etapas, y es importante tomar estos anuncios con pinazas. Aunque no necesariamente sea este el caso, es usual que laboratorios realicen grandes promesas con el fin de atraer inversores y mejorar su reputación, pero muchos de estos proyectos nunca llegan a la etapa de producción a gran escala.