China desafía a las baterías de litio con un dispositivo de iones de hidruro 6 veces más potente

Un grupo de investigadores en China ha dado a conocer un avance que podría desafiar el almacenamiento de energía a nivel global. Se trata de la primera batería de hidruro funcional del mundo, un dispositivo capaz de multiplicar por seis la potencia de las baterías de litio convencionales y que podría marcar un antes y un después en el sector de la energía limpia.

El desarrollo, liderado por el profesor Ping Chen, jefe de la división de energía del hidrógeno y materiales avanzados del Instituto de Física Química de Dalian, ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature. Según sus autores, la innovación abre una nueva etapa en la investigación de las baterías sin litio, ofreciendo mayor seguridad y una densidad energética inédita.

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¿Cómo funciona la primera batería de hidruro funcional del mundo?

El dispositivo desarrollado en China utiliza iones de hidruro como portadores de carga en lugar de iones de litio. Esta diferencia fundamental evita problemas comunes en las baterías actuales, como la formación de dendritas metálicas que acortan su vida útil y generan riesgos de seguridad en baterías.

El sistema tiene como componente central un electrolito con una configuración de tipo núcleo-carcasa (3CeH3@BaH2), en la que el trihidruro de cerio (CeH3) está recubierto por una delgada capa de hidruro de bario (BaH2). Esta cubierta de BaH2 confiere estabilidad estructural, mientras que el CeH3 facilita una alta movilidad de iones de hidruro, incluso a temperatura ambiente. A partir de los 60 °C, el material adquiere características de conductor superiónico, lo que mejora notablemente su eficiencia en el transporte de carga.

Para los electrodos, los científicos emplearon hidruro de cerio pobre en hidrógeno en el lado negativo y hidruro de aluminio y sodio (NaAlH4) en el positivo. Estos materiales son comunes en aplicaciones de tecnología de hidrógeno y permitieron alcanzar una capacidad de descarga inicial de 984 mAh/g, que se estabilizó en 402 mAh/g después de 20 ciclos.

La innovación fue validada experimentalmente con una batería multicapa que alcanzó los 1,9 voltios, suficiente para encender una bombilla LED, demostrando que no se trata de un concepto teórico, sino de un dispositivo de hidruro funcional operativo.

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¿Las baterías de hidruro podrán reemplazar a las baterías de litio?

Los resultados indican que esta innovadora batería china podría sobrepasar ampliamente a las tecnologías actuales, las cuales generalmente tienen una capacidad que oscila entre 150 y 300 mAh/g. La disparidad es notable: un incremento de hasta seis veces más capacidad, lo que en la realidad podría resultar en vehículos eléctricos con una autonomía mayor y sistemas de almacenamiento de energía renovable más eficaces.

La seguridad es un aspecto destacado, además del incremento en la densidad energética. La incorporación de iones de hidruro, partículas con carga negativa, previene la formación de dendritas y reduce la probabilidad de cortocircuitos, uno de los problemas más serios en las baterías de litio. Estas cualidades hacen que esta tecnología sea una opción prometedora para su aplicación en energías limpias, tanto en la movilidad eléctrica como en el almacenamiento de energía a gran escala.

El progreso alcanzado por el Instituto de Física Química de Dalian, aunque aún se encuentra en fase experimental, marca un importante punto de inflexión en la investigación global sobre el porvenir de las baterías. La posibilidad de crear una batería sin litio, con mejores estándares de seguridad y una mayor densidad energética, despierta un notable interés en los sectores tecnológico y automotriz.