¿Es posible una batería no metálica?

Los investigadores esperan que este electrolito alternativo pueda conducir a la sustitución de las baterías de litio.

Es difícil imaginar una batería sin metal, sobre todo teniendo en cuenta el auge de las baterías de iones de litio. Pero eso es exactamente lo que espera desarrollar un investigador de Ingeniería Mecánica de la Universidad Estatal de Luisiana (LSU ME). Gracias a una subvención de la Junta de Regentes, Ying Wang, profesor asociado de LSU ME, está trabajando en una batería recargable no metálica con la esperanza de sustituir a las baterías de litio en la Tierra y en el espacio.

"Las baterías de iones de litio tienen un buen rendimiento, pero varios problemas graves", explica Wang en un comunicado de prensa. "No es sostenible y es muy cara, y Estados Unidos no tiene reservas profundas de litio. Además, si se extrae litio de las minas, se utiliza una enorme cantidad de agua, lo que tiene un grave impacto en el medio ambiente"

Como alternativa al electrolito de una batería de litio, Wang y su equipo de estudiantes de ME de la LSU han ideado un electrolito a base de agua. "El litio no es un metal estable, y el electrolito orgánico de una batería de iones de litio podría ser inflamable", explicó Wang. "Ha habido explosiones de baterías de litio en las noticias. Se trata de un problema recurrente porque cuando las baterías de litio fallan o se sobrecalientan, liberan gases inflamables y tóxicos que pueden desencadenar un incendio de rápida propagación. Mi grupo está diseñando una batería de iones de amonio mucho más segura, ligera, asequible y biodegradable. También puede hacerse delgada y flexible, para que pueda girar y doblarse"

La batería de iones de amonio utiliza un electrolito acuoso compuesto por sales de alta concentración que dan como resultado un punto de congelación significativamente más bajo para funcionar a temperaturas bajo cero en sistemas espaciales, según el comunicado de prensa. "El electrolito anticongelante puede prepararse simplemente disolviendo sal de amonio en agua. La concentración de sal se variará y optimizará para lograr el punto de congelación más bajo, la conductividad iónica máxima y el rendimiento electroquímico de la batería", según el comunicado.

¿Podría esta idea desbancar a la batería de iones de litio, cuyos conceptos se remontan a hace 50 años?

Wang confía en que la batería de iones de amonio pueda utilizarse en el espacio, y el equipo ya se ha puesto en contacto con personal de la NASA. La batería se probará en condiciones extremas, como exige la NASA, informó LSU ME.

"Los futuros sistemas de exploración espacial de la NASA requieren baterías seguras, de alta densidad energética y potencia. Aunque las baterías recargables de iones de litio se han utilizado habitualmente en sistemas espaciales, los problemas de seguridad causan preocupación y dificultan sus futuras aplicaciones", dijo Wang. "Se espera que este estudio no sólo abra una nueva dirección de investigación sobre baterías no metálicas, sino que también mejore la investigación y la tecnología de la NASA, al tiempo que contribuya a la infraestructura general de investigación, las capacidades científicas y tecnológicas, la diversidad en la educación superior y el desarrollo económico de Luisiana."

El año pasado, Design News informó de que investigadores de LSU ME estaban trabajando con la NASA para emplear procesos de fabricación aditiva con el fin de reducir costes y plazos de entrega de sus vehículos de lanzamiento y sistemas de propulsión.