Baterías
Hemos hablado mucho de las baterías en estas páginas porque, aunque parezca exagerado, las baterías son en verdad la llave del siglo XXI.
Por dos siglos la clave del almacenamiento de energía ha estado en los combustibles fósiles, fáciles de procesar, transportar y usar en dispositivos de mediano tamaño. Para los motores inmóviles (o cualquier máquina que necesite energía) es funcional el uso de redes eléctricas fijas, pero para los que se mueven, como trenes, carros, barcos o aviones, es forzoso una fuente móvil. Y por eso los combustibles fósiles, y en particular el petróleo, son reyes en este mundo.
Pero las baterías, si siguen bajando de precio y aumentando en eficiencia, pronto van a superarlos. La producción de energía eléctrica es más barata y sencilla que la extracción y refinación de petróleo y carbón, por lo que lo único que nos hace falta es una manera de almacenarla. Y con las baterías podemos haceerlo.
Batería de zinc-agua
La batería en cuestión funciona con un mineral muy común: el zinc, el cual de hecho ha sido utilizado en baterías pasadas (la más antigua en 1799). Pero el proceso parece haber sido modificado y mejorado sustancialmente, al punto que las baterías parecen tener un mejor desempeño que las actuales de iones de litio (las más populares en el mercado).
El procedimiento que le permite funcionar fue publicado el 16 de abril en la reconocida revista académica Nature Materials. Esencialmente se trata de una batería que usa electrolitos líquidos pero que al contrario que su predecesora es capaz de volver a su estado original (es decir, de recargarse). Y esto es extremadamente importante, pues hasta ahora el gran problema con las baterías de zing era que generaban cristales al recargarse y, por lo tanto, el número de usos era muy limitado (para baterías económicas, una recarga ya las podía dañar).
Pero la batería de zinc presenta otras ventajas. Al basarse en un medio acuoso, y no en un medio sólido, los electrolitos pueden viajar con mayor facilidad sin calentar el sistema. Esto significa que estas baterías no requerirán de los complejos sistemas de refrigeración que necesitan las baterías de litio sometidas a cargas y descargas rápidas ni pueden incendiarse (como sí ocurre con las baterías de litio: ¿recuerdan el incidente con el Samsung Galaxy Note 7).
Los secretos de la tecnología
Las baterías tradicionales de zinc funcionan con iones que se mueven de una dirección a otra, pero que al volver generan cristales que terminan por bloquear y dañar la batería. El mecanismo para solucionar esta limitación, una vez más, consistió en modificar la estructura física de las moléculas de zinc y, por lo tanto, la manera como se diluyen en el agua. El artículo que habla del tema está lleno de tecnicismos, pero en esencia parece ser que al hacerlas esféricas no se añaden para formar cristales.
El descubrimiento también aplica para eventuales baterías de magnesio y aluminio, dos minerales comunes en la corteza terrestre que podrían reemplazar al escaso litio. Eventualmente podrían surgir diversas tecnologías basadas todas en baterías acuosas.
Este descubrimiento se añade al de nanoestructuras de litio, a la milagrosa batería crítica de NanoflowCell (que aún no sabemos si realmente funciona) y a la batería de oro que no se daña pero que sigue siendo muy costosa para producción masiva. Poco a poco las tecnologías que guiarán el desarrollo del próximo siglo van surgiendo. Está por verse cuánto les tomará desarrollarlas.
Bibliografía: - https://www.cnet.com/news/super-safe-zinc-water-battery-tech-could-rival-lithium-ion-in-phones/
- https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-04/uom-ahs041318.php
Imágenes: 1: splung.com, 2: electronicproducts.com
