De rápida carga, barata y duradera son algunas de las características de la batería de aluminio desarrollada por Hongjie Dai y Ming Gong, científicos de la Universidad de Stanford, cuyo invento promete ser el próximo paso en la evolución de las baterías, dejando en el olvido las actuales baterías alcalinas y de litio.

El estudio que comparte los hallazgos del equipo científico, publicado por la revista Nature, es particularmente importante dados los históricos intentos por usar el aluminio, un material barato y de baja inflamabilidad, para crear una batería que rivalice a las actuales. Por décadas fue imposible, "desintegración del material del cátodo (electrodo a través del cual la corriente eléctrica fluye de un dispositivo eléctrico polarizado) [...] y ciclo de vida insuficiente (menos de 100 ciclos) con rápido desgaste" fueron algunos de los obstáculos que hizo imposible la viabilidad de baterías de aluminio, cuenta el estudio. Eso hasta hoy.

¿La clave? El cátodo

"Una batería de ion de aluminio se compone de dos electrodos: un ánodo con carga negativa hecho de aluminio y un cátodo con carga positiva" escribe Mark Shwartz para el sitio de Stanford. Justamente este último elemento ha sido el decisivo en el desarrollo de la revolucionaria batería.

"Se han probado distintos tipos de materiales para el cátodo" comenta Dai "Nosotros, accidentalmente, descubrimos que una solución simple es usar grafito, que es básicamente carbón. En nuestro estudio identificamos algunos tipos de material de grafito que nos dieron muy buen desempeño". Los resultados son más que prometedores.

Cargas ultra-rápidas

En las pruebas realizadas por el equipo, se logró cargar un celular en solo 60 segundos, y no solo eso: Se logró demostrar lo seguras que son.

"Normalmente, si le haces un agujero a una batería de litio es probable que se incendie" comenta Gong en un video. Recordemos que la inflamabilidad de las baterías de litio ha causado que diversas aerolíneas las restrinjan en sus vuelos y se categoricen de "mercancías peligrosas" según la regulación internacional. "Pero nuestra batería es incombustible, si les haces un hoyo sigue funcionando por un rato. Es definitivamente una batería muy segura" agrega.

Se destaca además su larga duración y mínimo desgaste. Si bien antiguos experimentos con baterías de aluminio no superaban los 100 ciclos sin desgaste, la desarrollada por Gong y Dai supera los 7.500 ciclos de carga sin pérdidas en la capacidad, número bastante superior a los 1.000 ciclos de las baterías de ión de litio actuales.

La batería, además, podría ser especialmente útil en nuevas tecnologías que incorporen elementos maleables, como las pantallas flexibles, dado que la batería puede doblarse y seguir funcionando.

Otros usos

Si bien el uso más inmediato que le vemos a una batería es en celulares y otros gadgets, hay muchas otras áreas donde estas baterías podrían causar un cambio aún mayor.

Los científicos creen que podría ser viable el uso de estas baterías para almacenar energía renovable en la red eléctrica (sobre todo en uso doméstico). Los beneficios son los mismos que hemos destacado: incombustibilidad, costo y, principalmente, alto número de ciclos de carga.

Otro uso futuro de gran importancia, son los autos eléctricos, pues la lentitud de carga de las baterías actuales ha sido uno de los nudos más difíciles de resolver para convertirlos en una alternativa verdaderamente viable.

El desafío futuro: el voltaje

"Veo esto como los primeros días de una nueva batería. Es muy emocionante" comenta Dai. Si bien sus descubrimientos prometen mucho, aún quedan algunos desafíos antes de poder ver el sello "¡Ahora con batería de aluminio!" en nuevas tecnologías.

Actualmente el voltaje de la batería es de 2 voltios, lo que supera el de las baterías alcalinas (1.5 voltios), pero aun está lejano de las baterías de ion de litio.

"Nuestra batería produce cerca de la mitad del voltaje de una batería de litio típica, pero mejorando el material del cátodo eventualmente se podría aumentar el voltaje y la densidad de energía" dice Dai.

Si logran hacerlo, la batería de aluminio será por fin lo que desde hace tres décadas muchos científicos han soñado: baratas, seguras, de carga rápida, flexibles y duraderas.

¿Crees que ya es hora de dejar las baterías de litio en el pasado? ¿Qué otras aplicaciones le ves a una batería de aluminio?