Preparación de poes y caracterización estructural. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-59892-y
Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Alberta han encontrado una manera de hacer que las baterías recargables y respetuosas con el agua que funcionen mucho mejor que las disponibles actualmente.
La idea de las baterías que utilizan una solución de electrolitos a base de agua, en lugar de los solventes orgánicos utilizados en las baterías de litio, ha existido desde el siglo XIX.
Inventado en 1859, la batería “acuosa” de plomo-ácido utilizada para comenzar la mayoría de los vehículos de combustión interna es un ejemplo que todavía se usa hoy. Pero las baterías acuosas no tienen la densidad de energía, el voltaje y la capacidad de almacenamiento para alimentar vehículos eléctricos o para almacenar adecuadamente la energía producida por tecnologías renovables como paneles solares y turbinas eólicas.
Por otro lado, las baterías de iones de litio, con su alta densidad de energía, larga vida, velocidad de carga y construcción ligera, tienen sus propios inconvenientes. El principal de ellos es su alto costo y el riesgo de fuego e incluso explosión.
Los científicos de materiales Xiaolei Wang y su estudiante Zhixiao Xu en el Departamento de Ingeniería de Químicos y Materiales han comenzado a cerrar la brecha de competencia, encontrando una manera de hacer que las baterías acuosas recargables funcionen mucho mejor que las disponibles actualmente.
“Las baterías acuosas son más baratas, fácilmente eliminadas porque usamos solo agua y no son tóxicas o inflamables”, dice Wang. Los resultados del avance fueron publicado Recientemente en comunicaciones de la naturaleza.
Las baterías hechas de materiales orgánicos, como la variedad acuosa, tienden a llevar a la electricidad mal, por lo que se debe agregar mucho carbono adicional para que funcionen, dice Wang, lo que significa que hay menos espacio para los materiales que almacenan energía. También son de baja densidad y no tienen mucha energía.
La clave del avance del equipo está en el diseño de materiales de electrodos, donde se almacena la energía de la batería. En una batería acuosa, la transferencia de corriente eléctrica entre el cátodo y el ánodo es facilitada por un electrolito a base de agua, en lugar de un disolvente orgánico utilizado en una batería de iones de litio.
Al construir lo que llaman electrodos orgánicos presurizados, el equipo de Wang logró una mayor densidad de energía, reactividad química, conductividad electrónica, estabilidad térmica, resistencia mecánica y propiedad adhesiva.
“Como resultado, cargan más rápido, duran más y almacenan mucha más energía, ahora superan a casi todas las otras baterías orgánicas”, dice Wang.
Los resultados de Wang se basaron en el rendimiento del laboratorio de una batería del tamaño de una moneda y una batería más grande del tamaño de una pequeña bolsa de sándwich, dice Wang, y agrega que se debe hacer más trabajo para que las baterías más grandes viables para el uso comercial.
La siguiente fase, dice, es encontrar un socio de la industria dispuesto a invertir en la reducción de su tecnología.
“Nuestro objetivo es construir estas baterías para el almacenamiento de energía a gran escala (industrial). Pero si podemos alcanzar un rendimiento comparable para vehículos eléctricos con preocupaciones de menor costo y seguridad, ¿por qué no?”
Más información: Zhixiao Xu et al, los electrodos orgánicos presurizados permiten baterías prácticas y extremas, comunicaciones de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-59892-y
Proporcionado por la Universidad de Alberta
Cita: Battery Breakthrough: Los investigadores mejoran el rendimiento de las células recargables a base de agua (2025, 14 de julio) Recuperado el 14 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-battery-beakthroughthrough-rechargable basado a base
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
