Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha desarrollado un nuevo tipo de batería, fabricada completamente con materiales abundantes y económicos.
Según el grupo, el objetivo detrás del desarrollo es servir como respaldo para instalaciones solares y eólicas medianas. También podrían funcionar en estaciones de carga de vehículos eléctricos.
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En artículo publicado en la revista Nature, los investigadores explican que la nueva arquitectura de batería utiliza aluminio y azufre como sus dos materiales de electrodos.
“Quería inventar algo que fuera mejor, mucho mejor que
las baterías de iones de litio para almacenamiento estacionario a pequeña escala y, en última instancia, para automoción ”, dijo Donald Sadoway, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa.
Además de ser costosas, las baterías de iones de litio contienen un electrolito inflamable, lo que las hace menos ideales para el transporte. Entonces, Sadoway comenzó a estudiar la tabla periódica, en busca de metales abundantes y baratos que pudieran sustituir al litio.
El metal comercialmente dominante, el hierro, no tiene las propiedades electroquímicas adecuadas para una batería eficiente. Pero el segundo metal más abundante en el mercado, y de hecho el metal más abundante en la tierra, es el aluminio.
“Entonces, dije, bueno, hagamos de eso un sujetalibros. Será de aluminio”, dijo Sadoway.
Luego vino la decisión de con qué emparejar el aluminio para el otro electrodo, y qué tipo de electrolito poner en el medio para transportar iones de un lado a otro durante la carga y descarga.
El más barato de todos los no metales es el azufre, por lo que se convirtió en el segundo material de electrodo. En cuanto al electrolito, “no íbamos a utilizar los líquidos orgánicos volátiles e inflamables que a veces han provocado incendios peligrosos en automóviles y otras aplicaciones de las baterías de iones de litio”, dijo Sadoway.
Por lo tanto, él y su equipo probaron algunos polímeros pero terminaron buscando una variedad de sales fundidas que tienen puntos de fusión relativamente bajos, cerca del punto de ebullición del agua, en lugar de casi 1,000 grados Fahrenheit para muchas sales y por lo tanto no requieren aislamiento especial y anticorrosión medidas.
Ingredientes baratos
Los tres ingredientes con los que terminaron son baratos y fácilmente disponible: aluminio, no diferente del papel de aluminio en el supermercado; azufre, que suele ser un producto de desecho de procesos como el refinado del petróleo; y sales ampliamente disponibles.
«Los ingredientes son baratos y la cosa es segura, no se puede quemar», dijo Sadoway.
En sus experimentos, el equipo demostró que las celdas de la batería pueden resistir cientos de ciclos a tasas de carga excepcionalmente altas, con un costo proyectado por celda de aproximadamente una sexta parte del de las celdas de iones de litio comparables. También demostraron que la tasa de carga dependía en gran medida de la temperatura de trabajo, con 25 grados Celsius mostrando 25 veces más rápido que 25 C.
Sorprendentemente, la sal fundida que el equipo eligió como electrolito simplemente por su bajo punto de fusión se volvió para tener una ventaja fortuita. Uno de los mayores problemas en la confiabilidad de la batería es la 
formación de dendritas , pero sucede que esta sal en particular es muy buena para prevenir ese mal funcionamiento. .
Los tres componentes principales de la batería son: izquierda, aluminio; centro, azufre; ya la derecha, cristales de sal de roca. (Imagen de Rebecca Miller, cortesía de MIT).
