Baterías de automóvil recargables, ecológicas y de bajo coste
La demanda de vehículos eléctricos híbridos (VEH) y los vehículos totalmente eléctricos (VE) pequeños no deja de aumentar y se prevé su introducción en el mercado de masas dentro de los próximos diez a quince años. La principal tecnología de baterías comerciales basadas en hidruro metálico de níquel (NiMH) no es capaz de cumplir los requisitos de potencias y densidades de energía cada vez más altas, poniendo de manifiesto la necesidad de una solución innovadora. El proyecto «Fast rechargeable zinc-polymer battery based on ionic liquids» (POLYZION), financiado por la Unión Europea, se inició para resolver los problemas asociados a las baterías recargables de zinc, llevando a una tecnología superior de batería de recarga rápida para vehículos VEH y VE. Los dos retos principales eran eliminar la cristalización incontrolada en los electrodos (crecimiento dendrítico) que conduce a cortocircuitos, así como la liberación de gas hidrógeno durante la carga y la descarga. El uso de una nueva clase de líquidos iónicos de bajo coste, resistentes y respetuosos con el medio ambiente como electrolitos o portadores de carga eliminó la liberación de gas hidrógeno al prescindir de los electrolitos acuosos que la causan. Basándose en las investigaciones en líquidos iónicos, los científicos desarrollaron un par redox (esencialmente reacción química por transferencia de electrones) reversible y estable para electrodos de Zn secundarios (recargables). Los investigadores utilizaron técnicas de pulsos ultrarrápidos para la electrodeposición de Zn nanoestructurado durante el ciclo de carga, para controlar la morfología de los nanocristales y minimizar los cortocircuitos. Los científicos también desarrollaron nuevos electrodos de polímero conductor que reducen el peso total y eliminan la necesidad de una membrana para separar las dos mitades de la celda de la batería. Los científicos de POLYZION combinaron los prometedores electrodos de Zn y de polímero conductor para conseguir una célula recargable basada en líquidos iónicos. Aunque los científicos no fueron capaces de replicar el prometedor rendimiento en laboratorio de la química de la célula de batería en las pruebas del prototipo dentro del plazo del proyecto, los resultados fueron comparables con el rendimiento de las baterías de ácido de plomo. Por lo tanto, la batería recargable de Zn podría ser una alternativa a las baterías de plomo ácido de bajo coste y respetuosa con el medio ambiente. Los resultados del proyecto deberían servir de trampolín para otros proyectos de colaboración relacionados con los líquidos iónicos y los polímeros conductores, además de con el desarrollo de baterías. Estas tecnologías innovadoras son de gran interés para los sistemas electrónicos flexibles y las células solares.