Un equipo de investigación de la Universidad Flinders ha presentado recientemente una batería de zinc y yodo basada en agua como electrolito, que promete alto rendimiento, alta seguridad y sostenibilidad, y se espera que sea una alternativa a las baterías de iones de litio. Esta investigación se centra en el campo de los dispositivos de almacenamiento a gran escala, con el objetivo de abordar los problemas de costo, seguridad y contaminación ambiental que presentan las baterías de litio actuales.
Las baterías de iones de litio dominan actualmente el mercado de teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos, pero enfrentan problemas como altos costos, riesgo de incendio y generación de grandes cantidades de desechos ambientales. Solo en Australia, se generan aproximadamente 3,300 toneladas de desechos de baterías de iones de litio al año; se estima que para 2036, esta cifra superará las 136,000 toneladas. En este contexto, el mundo académico busca activamente tecnologías alternativas más estables y ecológicas.
Diseño de jaula molecular de ciclodextrina para eliminar el efecto de cruce de poliyoduros
Las baterías de zinc y yodo utilizan un electrolito a base de agua, lo que les confiere la ventaja de no tener riesgo de incendio, pero los poliyoduros pueden atravesar la membrana de la batería y causar fugas, lo que lleva a una disminución del rendimiento, conocido como efecto de cruce. Para superar este desafío, el equipo de investigación introdujo un material polimérico basado en ciclodextrina, que se extrae del almidón, es de bajo costo y biodegradable. La ciclodextrina se utiliza ampliamente en las industrias de cosméticos y alimentos, y su estructura molecular es hidrofílica en el exterior y hidrofóbica en el interior. El equipo de investigación la diseñó como una estructura de jaula molecular que puede capturar y liberar poliyoduros según sea necesario, eliminando así el problema de las fugas desde su origen.
Carga completa en siete minutos, vida útil de ciclo de hasta 60,000 veces
Según los datos publicados por el equipo de investigación, esta batería tiene un voltaje de funcionamiento de 1.3 a 1.4 voltios, y puede alcanzar una capacidad de salida de 200 mAh por gramo en solo 7 minutos en estado de carga completa; si se ajusta la capacidad objetivo a 150 mAh por gramo, se puede completar la carga rápida en solo 3 minutos, con un total de ciclos de carga y descarga que puede alcanzar las 60,000 veces. Los datos de investigación muestran que la tasa de disminución por ciclo de esta batería es de solo 0.0001% a 0.0003%, lo que permite completar más de 60,000 ciclos de carga y descarga, ofreciendo una opción técnica atractiva para aplicaciones de almacenamiento a gran escala.
| Ítem | Especificaciones |
|---|---|
| Tipo de electrolito | A base de agua (sistema de zinc y yodo) |
| Voltaje de funcionamiento | 1.3 – 1.4 voltios |
| Capacidad de salida | 200 mAh/gr (carga completa en 7 minutos) |
| Carga rápida | 3 minutos (objetivo 150 mAh/gr) |
| Vida útil de ciclo | Más de 60,000 veces |
| Tasa de disminución por ciclo | 0.0001% – 0.0003% |
| Material clave | Polímero basado en ciclodextrina (extraído de almidón, biodegradable) |