Las nuevas baterías de iones de oxígeno: electrónica para usted
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Los investigadores de TU Wien han desarrollado una batería de iones de oxígeno que presenta una durabilidad notable, la ausencia de elementos raros y una solución a los riesgos de incendio.
Aunque las baterías de iones de litio se usan ampliamente en diversas aplicaciones, como vehículos eléctricos y teléfonos inteligentes, solo a veces son la opción ideal para cada situación.
Los investigadores de TU Wien han desarrollado una batería de iones de oxígeno de larga duración, una alternativa prometedora a los iones de litio con una larga vida útil y sin pérdida irreversible de capacidad. Las baterías de iones de oxígeno utilizan materiales abundantes y sustancias no combustibles, eliminando la necesidad de elementos escasos. Estas baterías muestran un gran potencial para sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, especialmente para almacenar electricidad de fuentes renovables.
Los materiales cerámicos como nueva solución
El equipo propone estudiar la idoneidad de los materiales cerámicos para la producción de baterías basándose en la experiencia en pilas de combustible. Los materiales cerámicos pueden absorber y liberar iones de oxígeno con doble carga negativa. Estos iones migran entre las cerámicas aplicando un voltaje eléctrico y creando así una corriente eléctrica. Los investigadores explican la similitud de la batería de cerámica con las baterías de iones de litio con ventajas clave: incombustibilidad, evitación de accidentes de incendio y evitación de elementos raros costosos o contaminantes. Tobias Huber destaca la adaptabilidad de los materiales cerámicos, que permiten la fácil sustitución de elementos sofisticados. El prototipo actual usa lantano, pero busca alternativas más baratas. En particular, el cobalto y el níquel, que se encuentran comúnmente en las baterías, están ausentes.
Larga vida útil
El beneficio clave de la nueva tecnología de baterías es su potencial para una vida más larga. El equipo explica que los portadores de carga en las baterías convencionales se vuelven inmóviles con el tiempo, lo que reduce la capacidad y la facilidad de uso después de múltiples ciclos de carga. La batería de iones de oxígeno puede regenerar fácilmente el oxígeno del aire circundante para compensar las pérdidas, lo que la diferencia de otras baterías. Aunque tiene una densidad de energía más baja y funciona a temperaturas más altas, se muestra prometedor para las aplicaciones de almacenamiento de energía.
La batería de iones de oxígeno es una excelente solución para el almacenamiento de energía a gran escala, como la energía solar o eólica. En los edificios de almacenamiento de energía, la larga vida de la batería, la ausencia de elementos raros y su incombustibilidad son claves y compensan la menor densidad de energía y las temperaturas de funcionamiento más altas.
Referencia: "Baterías de iones de óxido recargables basadas en electrodos de óxido de conducción mixta" por Alexander Schmid, Martin Krammer y Jürgen Fleig, 25 de enero de 2023. Materiales energéticos avanzados. DOI: 10.1002/aenm.202203789
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