Un grupo de investigadores de la Universidad de Houston (EE.UU.) está revisando el estado actual de la investigación sobre las baterías de iones metálicos multivalentes, que podrían revolucionar el almacenamiento de energía, con el objetivo de proporcionar una hoja de ruta que ayude a obtener mejores resultados en futuras investigaciones.
Esta iniciativa ha surgido como consecuencia del problema de la disponibilidad y el costo del litio, que ha provocado buscar tecnologías alternativas de baterías que utilicen elementos más abundantes que ofrezcan una mayor densidad de energía y seguridad. Según el artículo que publican en Nature Energy, estos materiales serían magnesio, calcio, zinc y aluminio, conocidos como metales multivalentes.
Según los investigadores, estas baterías de iones metálicos multivalentes comparten muchas similitudes en los principios de funcionamiento con las baterías de iones de litio, lo que sugiere que podrían ser rápidamente adoptadas por la industria.
Los científicos han proporcionado una reevaluación de la densidad de energía basada tanto en el ánodo como en el cátodo, con el objetivo de posicionar mejor estas baterías en el ámbito del almacenamiento de energía. En evaluaciones anteriores, la densidad de la energía se consideraba solo en el ánodo de metal multivalente, es decir, en uno de los dos electrodos, proporcionando conclusiones engañosas.
El uso directo de metales como ánodos es un aspecto importante para las promesas de seguridad y densidad de energía de estas baterías, pero existen incertidumbres en torno a la viabilidad de estos ánodos. Por otro lado, los investigadores consideran que las soluciones electrolíticas y la comprensión de los fenómenos interfaciales asociados están mejorando, pero aún se encuentran lejos de establecerse.
Recomendaciones de los investigadores
El equipo de investigación ha publicado una lista de recomendaciones, que garantizará que la futura investigación se enfoque a la mejora de la batería. Entre las recomendaciones se encuentra una mejor compresión del comportamiento de crecimiento de los ánodos metálicos y llevar a cabo diversas prácticas para evaluar la compatibilidad de los ánodos metálicos con soluciones electrolíticas y la efectividad de los recubrimientos de protección.
Además, se pretende establecer procedimientos y técnicas para interpretar correctamente el mecanismo de almacenamiento de iones en el cátodo y disponer de diferentes enfoques para diseñar mejores materiales catódicos.