IM Imagery/Shutterstock
La mayoría de las baterías recargables del mundo se fabrican actualmente con iones de litio. La mayoría utiliza una combinación de diferentes metales de tierras raras, como el cobalto o el níquel, para sus electrodos. Sin embargo, equipos de investigación de todo el mundo buscan materiales alternativos y más sostenibles para fabricar las baterías del futuro.
En este episodio del podcast The Conversation Weekly , hablamos con cuatro científicos que están probando una variedad de posibles materiales de batería sobre las promesas que pueden ofrecer.
Cuando surgieron las baterías de iones de litio en la década de 1990, representaron un gran avance, afirma Laurence Hardwick, profesor de electroquímica en la Universidad de Liverpool (Reino Unido). Explica que las baterías de iones de litio «se comercializaron al mismo tiempo que despegaba la industria de la electrónica móvil». Sin embargo, su posterior uso en coches eléctricos plantea ahora un reto de escala, dado el uso de tierras raras en sus componentes.
Hardwick es director del Instituto Stephenson de Energía Renovable, llamado así en honor al ingeniero del siglo XIX George Stephenson, constructor del primer enlace ferroviario interurbano del mundo entre Liverpool y Manchester, que pasaba cerca del campus de la Universidad de Liverpool.
El trabajo de Hardwick se centra en qué otros materiales podrían utilizarse junto con el litio, o por sí solos, para diversificar la fabricación de baterías y dejar de utilizar metales de tierras raras. Parte de esto incluye la investigación sobre baterías de estado sólido, que utilizan placas cerámicas en lugar de disolventes para conducir los iones que proporcionan la carga. «Las baterías de estado sólido ofrecen numerosas ventajas potenciales en términos de ahorro de energía y seguridad», afirma.
Las baterías de iones de sodio también se consideran una posible alternativa a las baterías de iones de litio. Robert Armstrong, investigador principal en química de la Universidad de St. Andrews (Escocia), forma parte de un consorcio de investigadores del Reino Unido que trabaja en cuestiones relacionadas con las baterías de iones de sodio, así como qué tipo de electrodos y electrolitos funcionan mejor.
Al igual que el ión potasio, que también es un posible candidato a batería, el ión sodio es más pesado que el ión litio, pero Armstrong afirma que el sodio abunda de forma bastante uniforme: «Así que no se tienen los problemas de suministro que podrían afectar al ion-litio, y no es probable que se vea la misma volatilidad de precios».
Algunos fabricantes chinos, como BYD y CATL , están impulsando las baterías de iones de sodio para automóviles, a pesar de ser más pesadas que las de iones de litio. También existe interés en la tecnología basada en sodio en países del Golfo Pérsico que utilizan plantas desalinizadoras. «Tienen muchísimo sodio disponible. ¿Por qué no aprovecharlo?», pregunta Armstrong.
Baterías que se biodegradan
Otros investigadores están estudiando cómo fabricar baterías a partir de materiales vegetales biodegradables. Bill Yen, doctorando en ingeniería eléctrica en la Universidad de Stanford, forma parte de un equipo que desarrolla Terracell , un tipo de batería que genera energía mediante microbios del suelo .
Su inspiración fue cómo alimentar sensores ambientales en entornos húmedos sin generar grandes cantidades de residuos electrónicos al final de la vida útil de la batería. Terracell ganó la categoría de energía del evento «Prototipos para la Humanidad 2024» en Dubái, un escaparate de soluciones sostenibles a los problemas mundiales.
También en Dubái se encontraba Ulugbek Azimov, profesor de ingeniería mecánica y de la construcción en la Universidad de Northumbria (Reino Unido), quien está desarrollando BioPower Cells , un tipo de batería recargable hecha de residuos como el café, que no contiene tierras raras. «Y al final de su vida útil, la sumergimos en agua hirviendo y se convertirá en fertilizante iónico líquido», explicó Azimov.
