De ESS News
Las baterías actuales están dominadas por los tipos de baterías de iones de litio, en las que los iones de litio se mueven entre el ánodo y el cátodo durante los ciclos de carga y descarga. Se siguen realizando enormes esfuerzos de investigación para mejorar y perfeccionar compuestos químicos como el fosfato de litio y hierro, junto con la investigación de baterías de estado sólido que sustituirían los electrolitos líquidos inflamables por otros sólidos. Además, las alternativas basadas en sodio han avanzado, ya que los investigadores continúan buscando compuestos químicos viables de próxima generación que sean baratos, de alta energía y seguros.
El magnesio se ha considerado durante mucho tiempo una alternativa química prometedora. Al igual que el sodio, este elemento o metal es abundante, no tóxico y, en teoría, capaz de alcanzar una alta densidad energética volumétrica.
Sin embargo, el magnesio tiene lo que los químicos describen como «movilidad iónica lenta» a temperatura ambiente, lo que significa que está muy lejos de tener un uso práctico. (A temperaturas muy altas y extremas, la movilidad aumenta, pero esto suele ser interesante aunque no útil para muchas aplicaciones).
Ahora, un equipo de la Universidad de Tohoku, en Japón, ha presentado una batería recargable de magnesio que funciona a temperatura ambiente, utilizando un cátodo de óxido amorfo con la fórmula Mg₀.₂₇Li₀.₀₉Ti₀.₁₁Mo₀.₂₂O. Según los investigadores, el diseño del cátodo permite que los iones de magnesio se difundan más libremente a través de un proceso de intercambio iónico entre el litio y el magnesio.
«La razón por la que el magnesio no ha sido el principal material utilizado para las baterías es debido a una reacción lenta que impide su funcionamiento a temperatura ambiente», explicó Tetsu Ichitsubo, de la Universidad de Tohoku. «Imagina que las baterías de tus dispositivos solo pudieran funcionar a temperaturas extremas. Serían prácticamente inútiles para la vida cotidiana».
El prototipo proporcionó suficiente energía para encender un LED azul durante 200 ciclos, lo que indica una intercalación reversible de magnesio en lugar de reacciones secundarias, consideradas una limitación común en ensayos anteriores. El sistema funcionó a unos 2,5 V, lo que demuestra un potencial suficiente para aplicaciones externas.
«Fabricamos un prototipo de célula completa para probar esta batería en acción y descubrimos que era capaz de descargar cantidades suficientes de energía incluso después de 200 ciclos», afirmó Ichitsubo. «Era suficiente para alimentar de forma continua un diodo emisor de luz azul (LED)».
El equipo confirmó mediante análisis químicos que la capacidad procedía de una inserción genuina de magnesio. El resultado supone uno de los primeros cátodos de óxido que mantiene el funcionamiento de los iones de magnesio en condiciones ambientales.
El desarrollo sigue estando en una fase de demostración en laboratorio, muy lejos de una aplicación comercial. Pero ahora se plantea la cuestión de dónde podría utilizarse el magnesio para fabricar nuevos tipos de baterías, especialmente cuando se dispone de recursos limitados.
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