Todos queremos que las baterías de nuestros dispositivos tengan más capacidad. Que se carguen más rápido. Y también que nos garanticen una vida útil más prolongada. Este es uno de los desafíos de más entidad a los que se enfrenta la industria tecnológica debido a que tiene ramificaciones en un abanico amplio de sectores, como la informática o el coche eléctrico. Pero superar lo que ya nos ofrecen las baterías de iones de litio no parece fácil.
Actualmente hay muchos grupos de investigación trabajando para encontrar una alternativa a las baterías que tenemos hoy que cumpla todos los requisitos que he enumerado en el párrafo anterior. Algunos de esos proyectos pintan bien sobre el papel, pero, desafortunadamente, no parece que vayan a ofrecernos el resultado que buscamos a medio plazo. Ni siquiera, quizá, a largo plazo. Pero hay otras investigaciones menos exóticas que sí podrían depararnos sorpresas agradables en un plazo de tiempo prudencial. Esta es una de ellas.
A diferencia de las baterías de iones de litio que utilizamos actualmente en la mayor parte de nuestros dispositivos, que emplean habitualmente un ánodo de grafito y un cátodo de óxido de manganeso u óxido de cobalto, las de metal líquido utilizan electrodos, precisamente, de metal líquido. El problema es que mantener el metal en estado líquido puede requerir que el electrodo esté sometido a una temperatura elevada, por lo que uno de los grandes retos que acarrean estas baterías es, precisamente, encontrar un metal que se mantenga en estado líquido a una temperatura manejable.
Las baterías de metal líquido nos prometen una vida útil más prolongada, una mayor densidad energética, más estabilidad y una velocidad de carga más alta
Encarar este desafío merece la pena por varias razones. Una de ellas es que los electrodos de las baterías de metal líquido se degradan menos que los electrodos de metal sólido, por lo que las baterías tienen una vida útil, sobre el papel, mucho más prolongada. Pero esto no es todo. También pueden almacenar la carga en menos tiempo que los dispositivos de iones de litio y tienen una densidad energética sensiblemente superior a la de las baterías que usamos actualmente. Como veis, nos prometen justo lo que he mencionado en las primeras líneas de este artículo, por lo que, sobre el papel, pintan bien.
Todo esto, la teoría, se conoce desde hace tiempo, pero lo que nos ha animado a preparar este artículo es que recientemente unos investigadores de la Universidad de Texas han encontrado los metales que podrían hacer realidad estas baterías. O, al menos, tienen la capacidad de demostrar que merece la pena invertir en esta tecnología porque podría ofrecernos resultados muy interesantes a medio plazo.
Las primeras baterías de metal líquido que se han fabricado requieren que los electrodos estén a una temperatura de al menos 240 grados centígrados para mantenerse en estado líquido. Es evidente que esta temperatura es inmanejable en un escenario de uso real, pero estos investigadores han encontrado varias aleaciones que no son en absoluto exóticas, y que pueden preservar el estado líquido a una temperatura muchísimo más manejable: tan solo 20 grados centígrados. La diferencia es abismal.
Lo que proponen es que el ánodo, el electrodo positivo, sea de una aleación de potasio y sodio, y el cátodo, que es el electrodo negativo de la batería, sea de una aleación de galio e indio. Y para el electrolito utilizan un compuesto líquido de naturaleza orgánica. Según su investigación estos son los metales que les han permitido fabricar un batería de metal líquido capaz de ofrecernos las propiedades que buscamos a solo 20 grados centígrados.
Además de las prometedoras propiedades que ya he mencionado, según estos científicos estas baterías son más estables que las unidades de metal líquido que se conocían hasta ahora. Pero no todo son buenas noticias. Lo que hace falta para que esta tecnología llegue a nuestros dispositivos es que su temperatura de funcionamiento sea aún más baja, y también que el galio, que es un elemento químico relativamente escaso y caro, sea reemplazado por otro elemento más económico que tenga unas propiedades fisicoquímicas similares. Aun así, aunque es evidente que esta tecnología todavía tiene que superar desafíos importantes, es una de las más prometedoras en el ámbito de las baterías. Le seguiremos la pista con la esperanza de poder contaros más pronto.
Imágenes | ThisIsEngineering | Stanley Ng
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