La búsqueda de alternativas de almacenamiento de baterías viables a las de iones de litio continúa esta semana, con la noticia de que los investigadores han demostrado que las baterías de iones de aluminio recargables son una posibilidad para el futuro almacenamiento de energía renovable.
En un estudio completado en la Northwestern University en Illinois y publicado en Nature Energy , el Dr. Dong Jun Kim, ahora de la Escuela de Química de la Universidad de Nueva Gales del Sur, dirigió a un equipo de investigadores para demostrar una estrategia para diseñar materiales activos para baterías de aluminio recargables.
Como hemos informado, la promesa de las baterías de iones de aluminio ha incluido tiempos de recarga más rápidos, sin problemas de fuga térmica, vida útil más larga y costos más bajos.
Como el propio Dr. Kim dice: “El desarrollo de baterías con aluminio ha tenido muchas expectativas al ofrecer una alta relación de energía y precio”.
Eso es en parte porque el aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre detrás del oxígeno y el silicio. Y, según la UNSW, también tiene una de las capacidades volumétricas teóricas más altas, gracias a sus múltiples estados redox.
Estas cualidades son particularmente prometedoras en contraste con el ion de litio, que, habiendo impulsado por sí solo la revolución de los dispositivos electrónicos portátiles de las últimas décadas, se está apoyando casi tanto como la energía renovable.
Como Veronica Augustyn, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, escribió aquí en octubre , la demanda de alternativas a li-ion está creciendo rápidamente: “baterías de alta capacidad que no se incendian ni explotan … (y) baterías más pequeñas y ligeras que se cargan en minutos, o incluso segundos: aún así, almacene suficiente energía para alimentar un dispositivo durante días “.
Esto es sin mencionar el costo de las baterías de iones de litio, a menudo infladas por la adición de cobalto, que a menudo se obtiene a un alto costo, tanto económico como humano.
Pero, como este equipo de investigación de la Universidad de Standford descubrió en 2015 , ha habido algunos obstáculos importantes que impiden el progreso en algunas de las alternativas más económicas preferidas, incluidas las baterías de ión de aluminio.
El desafío fundamental, dice la UNSW , ha sido “encontrar electrodos de host apropiados para la inserción de iones de aluminio complejos”.
Pero el equipo del Dr. Kim cree que podría haber encontrado una respuesta a ese problema.
“Encontramos una forma novedosa de diseñar baterías recargables de aluminio empleando un compuesto macrocíclico activo como agente activo”, dijo el Dr. Kim.
Como lo explica la UNSW, el Dr. Kim y su equipo han logrado usar un gran compuesto químico orgánico como la parte de la batería que almacena energía.
“Creemos que la investigación discutida en el artículo abre un nuevo enfoque para diseñar baterías de iones de aluminio que podrían ser de interés para los científicos que investigan el almacenamiento de energía electroquímica de próxima generación”, dijo el Dr. Kim.
Pero al igual que los investigadores de Standford anteriores a él, el Dr. Kim advierte rápidamente que los hallazgos de la investigación no significan que al-ion está a punto de derribar a li-ion de su percha.
“Nuestros resultados mostraron un rendimiento prometedor de la batería, sin embargo, son los primeros días y subrayamos que es necesario mejorar aún más en todos los aspectos. Por lo tanto, no tiene mucho sentido comparar con el bien establecido sistema de baterías de iones de litio “.
Y tampoco está restringiendo sus estudios al aluminio.
“Espero seguir investigando sobre la utilización de moléculas orgánicas redox activas para baterías de intercalación de iones multivalentes como el aluminio, el magnesio, el zinc y el calcio”, dijo.
