Los científicos de la Universidad de Texas A&M trabajaron con electrodos de batería a base de agua sin metales y descubrieron que la diferencia en la capacidad de almacenamiento de energía podría llegar al 1000 %.
¿Cómo funcionan las baterías a base de agua?
En el artículo de los científicos, publicado en Nature Materials, las baterías a base de agua o acuosas consisten en un cátodo (el electrodo cargado negativamente); un ánodo (el electrodo con carga positiva); y un electrolito, como las baterías tradicionales.
Pero en esta batería a base de agua, los cátodos y ánodos son polímeros capaces de almacenar energía, y el electrolito es agua mezclada con sales orgánicas.
El electrolito transfiere iones (las partículas portadoras de carga) de un lado a otro entre el cátodo y el ánodo, y el electrolito también es clave para almacenar energía a través de sus interacciones con el electrodo.
El profesor de ingeniería química y coautor Dr. dice Jodie Lutkenhaus:
- Si un electrodo se hincha demasiado durante el ciclo, entonces no puede conducir muy bien los electrones y pierde todo su rendimiento.
- Creo que hay una diferencia del 1000 % en la capacidad de almacenamiento de energía dependiendo de la elección del electrolito debido a los efectos de globo.
Dependiendo de su función, los electrodos, los «polímeros de radicales no conjugados activos redox», son candidatos prometedores para baterías a base de agua debido al alto voltaje de descarga de los polímeros y la rápida cinética redox.
Sin embargo, los investigadores afirman en el resumen de su trabajo lo siguiente:
- [L]Poco se sabe sobre el mecanismo de almacenamiento de energía de estos polímeros en medios acuosos. La reacción en sí es compleja y difícil de resolver debido a la transferencia simultánea de electrones, iones y moléculas de agua.
¿Cuál es el futuro de las baterías a base de agua (acuosas)?
Los investigadores sugieren que las baterías a base de agua pueden aliviar la posible escasez de metales como el cobalto y el litio…
…además de eliminar el riesgo de incendio de la batería.
La Dra. Jodie Lutkenhaus también afirma:
- No habría más incendios de baterías ya que son a base de agua.
- En el futuro, si la escasez de materiales es una realidad, el costo de las baterías de iones de litio se disparará. Si tenemos esa batería como alternativa, podemos usar esa química, donde el suministro es mucho más estable porque podemos fabricarlos en los Estados Unidos y los materiales para hacerlos están aquí.
Los investigadores también realizaron simulaciones y análisis por computadora, y realizarán más simulaciones para comprender mejor la teoría.
El profesor asistente de química y coautor, el Dr. Daniel Tabor, dijo:
Con esta nueva tecnología de almacenamiento de energía, se da un paso hacia las baterías sin litio.
Tenemos una mejor imagen a nivel molecular de lo que hace que ciertos electrodos de batería funcionen mejor que otros, y eso nos brinda una fuerte evidencia de hacia dónde ir en el diseño de materiales.
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