Una nueva era para las baterías metálicas: la tecnología de potasio metálico

Los investigadores están trabajando en una batería que funciona casi como una batería de iones de litio, pero que usa potasio, un elemento mucho más abundante y menos costoso.

Una nueva era para las baterías metálicas: la tecnología de potasio metálico

Desde teléfonos celulares, energía solar, hasta autos eléctricos, la humanidad depende cada vez más de las baterías.

Pero a medida que crece la demanda de energía portátil, también aumenta la necesidad de alternativas a las baterías de iones de litio, que actualmente son la tecnología dominante.

Potasio en lugar de litio

Investigadores del  Rensselaer Polytechnic Institute (Estados Unidos) han dado un paso hacia una alternativa. De hecho, lograron superar el obstáculo de las dendritas para crear una batería de metal que funciona casi como una batería de iones de litio, pero que utiliza potasio, un elemento mucho más abundante y menos costoso.

Para los menos experimentados, recuerde que una batería está compuesta por dos electrodos: un cátodo en un extremo y un ánodo en el otro. Mirando dentro de una batería de iones de litio, verá un cátodo hecho de óxido de litio de cobalto y un ánodo hecho de grafito. Durante la carga y descarga, los iones de litio fluyen de un lado a otro entre estos dos electrodos.

Si simplemente reemplazara el óxido de litio de cobalto con óxido de potasio de cobalto, el rendimiento se deterioraría. El potasio es un elemento más pesado y, por lo tanto, menos denso en energía.

Pero al reemplazar también el ánodo de grafito con potasio metálico, las cosas cambian.

En el estudio publicado en las Proceedings of National Academy of Sciences, se muestra cómo la nueva batería puede competir en términos de rendimiento con una batería tradicional de iones de litio.

Baterías metálicas: eficientes, seguras y prácticas

Las baterías metálicas se consideran muy prometedoras pero siempre han tenido el problema de la acumulación de depósitos de metales de ánodo (llamadas dendritas). Las dendritas se forman debido a la deposición desigual de potasio metálico mientras que la batería se somete a ciclos repetidos de carga y descarga.

Pero así es como los investigadores del Rensselaer Polytechnic Institute resolvieron el problema. Al operar la batería a una velocidad de carga y descarga relativamente alta, aumentan la temperatura dentro de la batería de manera controlada, logrando un efecto de autocuración de las dendritas.

Un poco como un ventisquero, con viento y sol moviendo los copos del montón de nieve hasta que desaparece. Asimismo, el aumento de la temperatura dentro de la batería ayuda a activar una difusión superficial de los átomos de potasio que, al moverse, suaviza las dendritas.

En la práctica, por la noche o cuando no se usa la batería, se aplica calor controlado para autocurar las dendritas.

Ahora, gracias a este descubrimiento, se está abriendo una nueva era para las baterías metálicas y el potasio metálico parece convertirse en el combustible de baterías nuevas, más eficientes, más seguras y más prácticas.

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