Batería basada en agua podría desplazar pilas tradicionales de litio

Una nueva batería recargable de zinc-ión basada en agua podría transformar el almacenamiento energético tanto a gran escala como en hogares, señalaron investigadores de la FAMU-FSU College of Engineering, la escuela conjunta de las universidades Florida A&M y Florida State, que llevó a cabo este proyecto revolucionario.

Los especialistas señalaron que este avance propone una alternativa a las baterías de litio convencionales, al combinar mayor seguridad, bajo costo y procesos de fabricación más simples.

Las baterías de litio abundan en el mercado de almacenamiento energético, pero presentan riesgos de sobrecalentamiento, incendios y un impacto ambiental significativo. En contraste, la nueva batería desarrollada por el equipo estadounidense utiliza zinc y agua, lo que reduce los riesgos y facilita el reciclaje y manejo de materiales, precisó la investigación.

Según los resultados publicados en la revista ACS Omega por un equipo de la FAMU-FSU College of Engineering, la batería de zinc-ión basada en agua conserva su capacidad tras más de 900 ciclos de carga y descarga rápida. Esta durabilidad la convierte en una opción atractiva para sistemas de respaldo energético, almacenamiento en la red eléctrica y aplicaciones domésticas.

Petru Andrei, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computacional y líder del proyecto, afirmó en un comunicado que "el futuro de esta tecnología es el almacenamiento energético seguro y de bajo costo".

Batería basada en agua afronta obstáculos

Las baterías de ión de zinc acuosas (AZIBs) han despertado interés por su menor costo y reducida huella ambiental. Sin embargo, su uso se veía limitado por problemas técnicos, como el crecimiento de dendritas —pequeñas formaciones metálicas que pueden causar cortocircuitos—, procesos de manufactura complejos y limitada estabilidad a largo plazo.

El equipo liderado por Andrei propuso una solución al integrar un electrolito a base de hidrogel y la electrodeposición de dióxido de manganeso. Esta combinación permite formar componentes clave directamente dentro de la celda, evita pasos adicionales y reduce riesgos durante la fabricación.

La utilización de un hidrogel no inflamable estabiliza la batería y bloquea la formación de dendritas. Este hidrogel está compuesto por alcohol polivinílico y nanofibras derivadas de Kevlar, el mismo material empleado en chalecos antibalas, que forman una red resistente y flexible que retiene el electrolito y protege la batería.

Ventajas considerables

A diferencia de las baterías tradicionales, que requieren mezclas de polvos, solventes peligrosos y múltiples etapas de secado, el método desarrollado elimina por completo estos pasos. El proceso, realizado íntegramente en agua, reduce la necesidad de equipamiento especializado y simplifica la supervisión en las líneas de producción.

Según Andrei, "no precisa etapas de mezcla ni secado, encaja naturalmente en las líneas de producción industrial". Esta simplificación acelera la fabricación y disminuye la dependencia de sustancias inflamables o costosos equipos de control.

La estabilidad de la batería tras cientos de ciclos de uso y su seguridad mejorada la posicionan como una opción sólida para sistemas de almacenamiento de energía en red, donde la confiabilidad y el bajo costo son esenciales. Además, la tecnología podría aplicarse en la electrónica flexible y dispositivos médicos portátiles, sectores donde la inflamabilidad de las baterías tradicionales representa un riesgo importante.

Almacenamiento energético más seguro

La batería de zinc-agua representa un paso decisivo hacia un almacenamiento energético más seguro, barato y sostenible. Su fabricación simplificada y su resistencia a los problemas históricos de las baterías de zinc la convierten en una alternativa prometedora para redes eléctricas y aplicaciones médicas.

En paralelo, tecnologías como las baterías de sodio desarrolladas por CATL (Naxtra) y los avances en estado sólido impulsados por inteligencia artificial muestran que el futuro energético será diverso, resiliente y menos dependiente del litio.

La creación de la batería de zinc-agua confirma que la innovación científica puede ofrecer soluciones concretas a los desafíos del almacenamiento energético. Con materiales accesibles, procesos más simples y mayor seguridad, esta tecnología se perfila como una pieza clave en la transición hacia un sistema energético global más sostenible.

Esta nueva batería se suma a un abanico de innovaciones que buscan diversificar el mercado energético, como las baterías de sodio (Na-ion), que son hasta 40% más baratas, ideales para almacenamiento estacionario y vehículos en climas extremos. Además, avanzará en paralelo con las de estado sólido, que presentan mayor seguridad y densidad energética, con proyectos que reducen el uso de litio hasta un 70%.