Revolución en las baterías de zinc-aire

De alto rendimiento, ecológica, segura y al mismo tiempo rentable: la batería de zinc-aire es una atractiva tecnología de almacenamiento de energía del futuro. Hasta ahora, la batería convencional de zinc-aire había luchado contra una alta inestabilidad química, reacciones parasitarias que enraizadas en el uso de electrolitos alcalinos conducen a la irreversibilidad electroquímica. Basándose en un innovador electrolito acuoso no alcalino, un equipo internacional de investigación dirigido por el científico Dr. Wei Sun del Centro de Investigación de Baterías MEET de la Universidad de Muenster ha desarrollado una nueva química para la batería de zinc-aire que supera los obstáculos técnicos anteriores.

El equipo científico ha publicado en la revista Science los resultados detallados de su proyecto de investigación, en el que participan investigadores de la Universidad de Fudan en Shanghai, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Wuhan, la Universidad de Maryland y el Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos.

"Nuestro innovador electrolito no alcalino aporta una química de peróxido de zinc (ZnO2)/O2 reversible hasta ahora desconocida a la batería de zinc-aire", explica el Dr. Wei Sun. En comparación con los electrolitos alcalinos convencionalmente fuertes, el electrolito acuoso no alcalino recientemente desarrollado, que se basa en la sal de trifluorometanosulfonato de zinc, tiene varias ventajas decisivas: el ánodo de zinc se utiliza de manera más eficiente con una mayor estabilidad química y reversibilidad electroquímica. Las pilas completas de zinc-aire así construidas pueden funcionar de manera estable a largo plazo durante 320 ciclos y 1.600 horas bajo la atmósfera de aire ambiental.

La base de la innovadora química de la batería de zinc-aire es un electrolito acuoso no alcalino. (Foto: WWU - MEET (Judith Kraft))

El mecanismo de esta química de las baterías de ZnO2/O2 y el papel del anión trifluorometanosulfonato hidrofóbico se revelaron sistemáticamente mediante técnicas electroquímicas y analíticas bien diseñadas y simulaciones a escala múltiple. El aumento de la densidad de energía identificado tiene ahora el potencial de competir con la batería de iones de litio que domina actualmente el mercado. "La batería de zinc-aire ofrece una posible tecnología alternativa con ventajas como la inocuidad para el medio ambiente, una alta seguridad y bajos costos", subraya Sun. "Esta tecnología todavía requiere una investigación y optimización más intensiva antes de su aplicación práctica". (Fuente: NCYT Amazings)