Durante mucho tiempo, el aluminio ha representado un compuesto muy cotizado para la construcción de las baterías recargables, principalmente por su alta capacidad de almacenamiento energético, baja inflamabilidad y bajo costo de producción. Hasta ahora, los investigadores habían intentado desarrollar este tipo de acumuladores para uso comercial, pero no habían tenido fortuna.

Según Honjie Dai, de la Universidad Stanford, el desafío mayor radicaba en mejorar el material utilizado para la construcción del cátodo, el electrodo con carga positiva de una batería. "Nosotros hemos descubierto que el grafito proporciona un rendimiento óptimo, por lo que podría ofrecer la solución a este problema".

Cátodo de grafito
Según un artículo publicado en la revista Nature, Dai y sus colaboradores han desarrollado en aluminio un componente recargable capaz de sustituir las baterías utilizadas hoy en día, como las alcalinas (que son dañinas para el ambiente) y las de iones de litio, altamente inflamables y usadas en computadoras portátiles y teléfonos inteligentes (smartphones). Para ello, han construido un acumulador compuesto por un ánodo (el electrodo con carga negativa) de aluminio y un cátodo de grafito, ambos sumergidos en un electrolito líquido iónico.

"En nuestro estudio, hemos demostrado que, incluso en el caso de padecer una perforación, la batería de aluminio seguiría trabajando durante un tiempo largo sin prender fuego", aseguró Dai. Además de la seguridad, "dado que las de litio pueden descargarse por completo de manera impredecible, también hemos logrado un rendimiento mucho mayor para los nuevos componentes".

Según los investigadores, su prototipo presenta unos tiempos de carga sin precedentes, de tan solo un minuto. En términos de durabilidad, sería capaz de soportar más de 7500 ciclos de carga, mientras la mayoría de las baterías de iones de litio dura alrededor de unos 1000 ciclos. "Otra de las características de un componente de aluminio es que se puede curvar y doblar y, por tanto, usarse en dispositivos electrónicos flexibles", añade Ming Gong, también de la Universidad Stanford y coautor del estudio. "Además, el aluminio es un metal más económico que el litio".

Más allá de dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles, las nuevas baterías también podrían utilizarse para almacenar la energía renovable, la cual precisa de acumuladores con un largo ciclo de vida que puedan almacenar y liberar energía de manera rápida.

Dai apunta también que el dispositivo produce alrededor de la mitad de la tensión de una batería de litio típica. Con todo, "futuros desarrollos en el material del cátodo podrían permitir que estos valores coincidan y el nuevo producto pueda salir al mercado", asegura el responsable del estudio.

Este artículo se reproduce con permiso y fue publicado primero en Investigación y Ciencia.