Científicos austriacos inventan la batería de iones de oxígeno: es más barata, más segura y dura más

No importa el sector o la exigencia: la práctica totalidad de las baterías presentes en el mercado se basan en la tecnología de iones de litio.

Pero dicho monopolio no viene dado por el hecho de que las baterías de litio sean la opción perfecta para almacenar energía, sino porque, de momento, la ciencia no ha creado una opción mejor.

Las baterías de litio tienen algunas limitaciones importantes, como su limitada capacidad de carga, el riesgo de incendio y que su disposición final no siempre es respetuosa con el medio ambiente.

«El principio básico es muy similar al de la batería de litio, pero nuestros materiales tienen algunas ventajas importantes»

En consecuencia, se están llevando a cabo investigaciones y desarrollo de nuevas tecnologías de baterías que sean más eficientes, más económicas y más sostenibles.

El desarrollo de nuevas tecnologías de baterías, como las baterías de flujo, las baterías de estado sólido y las baterías de sodio, pueden proporcionar alternativas prometedoras a las baterías de litio, ya que tienen el potencial de ofrecer una mayor capacidad de carga, mayor duración y menor impacto ambiental.

Baterías de iones de oxígeno

Gracias a un equipo de investigación de la Universidad austriaca de Viena, ahora llega otra alternativa: la batería de iones de oxígeno.

«Hemos tenido mucha experiencia con materiales cerámicos que pueden usarse para celdas de combustible durante bastante tiempo», comienza explicando Alexander Schmid, del Instituto de Tecnologías Químicas y Análisis de TU Wien. «Eso nos dio la idea de investigar si esos materiales también podrían ser adecuados para fabricar una batería».

Estos materiales cerámicos a los que se refiere Schmid tienen la capacidad de absorber y liberar iones de oxígeno con doble carga negativa y, cuando se aplica un voltaje eléctrico, estos migran de un material cerámico a otro cíclicamente, generando así una corriente eléctrica.

«El principio básico es muy similar al de la batería de iones de litio», dice el profesor Jürgen Fleig. «Pero nuestros materiales tienen algunas ventajas importantes».

Sin níquel ni cobalto

Por un lado, la cerámica no es inflamable, por lo que los accidentes por incendio, que son relativamente frecuentes las baterías de iones de litio, están prácticamente descartados.

Además, no existe la necesidad de recurrir a elementos raros, que son caros o implican una extracción perjudicial para el medio ambiente.

«En este sentido, el uso de materiales cerámicos es una gran ventaja porque se pueden adaptar muy bien», dice Tobias Huber. «Puedes reemplazar ciertos elementos que son difíciles de obtener por otros con relativa facilidad».

Según informa la Universidad de Viena, si bien se ha neutralizado por completo el uso de cobalto o níquel, el prototipo de la batería todavía usa lantano, un elemento que no es exactamente raro pero tampoco completamente común. En cualquier caso, ya se está investigando el modo de reemplazarlo por otro material más barato.

Elevada vida útil

Otra de las ventajas que tienen las nuevas baterías de oxígeno es su longevidad potencial.

«En muchas baterías, tienes el problema de que en algún momento los portadores de carga ya no pueden moverse», dice Alexander Schmid. «Entonces ya no se pueden usar para generar electricidad, la capacidad de la batería disminuye. Después de muchos ciclos de carga, eso puede convertirse en un problema grave».

En cambio, la batería de iones de oxígeno tiene la capacidad de regenerarse con facilidad, ya que si se pierde oxígeno debido a reacciones secundarias, entonces la pérdida se puede compensar simplemente con oxígeno del aire ambiente.

Sus creadores admiten que el nuevo concepto de batería no está diseñado para teléfonos inteligentes o automóviles eléctricos, ya que la batería de iones de oxígeno sólo alcanza aproximadamente un tercio de la densidad de energía típica de las baterías de iones de litio y funciona a temperaturas entre 200 y 400 °C.

La tecnología es, sin embargo, extremadamente interesante para almacenar energía. «Si necesita una gran unidad de almacenamiento de energía para almacenar temporalmente energía solar o eólica, por ejemplo, la batería de iones de oxígeno podría ser una excelente solución», dice Alexander Schmid.

«Si construye un edificio completo lleno de módulos de almacenamiento de energía, la menor densidad de energía y la mayor temperatura de funcionamiento no juegan un papel decisivo», argumenta.

«Pero las fortalezas de nuestra batería serían particularmente importantes allí: la larga vida útil, la posibilidad de producir grandes cantidades de estos materiales sin elementos raros, y el hecho de que no hay riesgo de incendio con estas baterías», concluye.

La Universidad de Viena ya ha presentado una solicitud de patente para la nueva idea de batería.

Fotos: Universidad de Viena