Una colaboración entre la Universidad de Nottingham y seis institutos de investigación en China está desarrollando una batería a base de sal que combina el rendimiento de una celda de combustible de óxido y una batería de metal-aire al mismo tiempo que es totalmente reciclable, ecológica, asequible y segura.
La nueva batería tiene el potencial de extender significativamente la gama de vehículos eléctricos al mismo tiempo que ayuda a que la industria automotriz sea más ecológica, dicen los investigadores en un comunicado de prensa.
En sus intentos por desarrollar una mejor alternativa a las baterías de iones de litio, el equipo de investigación probó inicialmente un diseño de batería de hierro-aire de alta temperatura que usaba sales fundidas como un tipo de electrolito activado por calor para la conductividad eléctrica.
Además de ser baratas e inflamables, las sales fundidas dieron como resultado un ciclo de vida impresionante, así como una gran capacidad de almacenamiento y potencia de energía.
Sin embargo, produjeron algunas características negativas: en condiciones de calor extremo, las sales fundidas pueden ser "agresivamente corrosivas, volátiles y evaporarse o tener fugas, lo que representa un desafío para la seguridad y estabilidad del diseño de la batería", dijo el profesor George Chen, director del estudio de la Universidad de Nottingham.
Un electrolito de estado cuasi-sólido
En su nuevo estudio , los investigadores detallan cómo han mejorado la tecnología al convertir la sal fundida en sal blanda sólida, utilizando nanopolvos de óxido sólido. Creen que este electrolito de estado cuasi-sólido (QSS) es adecuado para baterías de metal-aire que operan a 800 ºC (1472 ºF), aproximadamente la misma temperatura que los gases de escape del motor.
Como suprime la evaporación y la fluidez de las sales fundidas que pueden ocurrir a altas temperaturas, tiene el potencial de aumentar la estabilidad y seguridad de una batería.
La cuasi-solidificación se logró mediante la nanotecnología para construir una red de partículas de óxido sólido conectadas de manera flexible que actúan como una barrera estructural que bloquea los electrolitos de sales fundidas al mismo tiempo que les permite conducir la electricidad de manera segura en condiciones de calor extremo.
"Las sales fundidas se utilizan actualmente a gran escala en España y China para capturar y almacenar el calor solar que luego se convierte en electricidad. Nuestra batería de metal-aire de sal fundida hace los dos trabajos en un solo dispositivo", explica el profesor Chen.
Chen espera que los resultados del equipo ayuden a establecer un medio más eficiente para diseñar baterías de metal-aire de sal fundida asequibles y de alto rendimiento con alta estabilidad; al hacerlo, él y su equipo creen que la industria automotriz puede dar un gran paso hacia el cumplimiento de sus expectativas de sostenibilidad.
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