Un grupo de científicos de la Universidad Estatal de San Petersburgo, en Rusia, han estado experimentando en un nuevo tipo de batería con capacidad de carga 10 veces más rápido que las baterías convencional de iones de litio, además brindaría mayor seguridad en aspectos como los de riesgos de incendio y también en el impacto ambiental.

Los químicos decidieron adentrarse en la búsqueda de materiales que poseen la capacidad de almacenamiento de energía electroquímica, por lo que experimentaron con polímeros de nitroxilo con actividad redox, este tipo de material tiene características que hace posible que puedan revertir los procesos de pérdida (oxidación) y de ganancia (reducción) de electrones.

Además, este tipo de polímeros poseen una alta densidad de energía, aunado a una velocidad de carga y descarga rápida, explica en un artículo Oleg Levin, el profesor del Departamento de Electroquímica de la universidad.

Los retos surgen con uno de los mayores problemas en la implementación de este tipo de polímeros con la conductividad eléctrica que poseen, ya que resulta ser insuficiente, además suele impedir la acumulación de carga incluso con aditivos altamente conductores, como el carbono. Sin embargo a pesar de lo anterior, tras realizar otras series de experimentos, Levin y su equipo llevaron a cabo la síntesis del complejo Niquel/Salen (NiSalen), este último se trata de un polímero que ha resultado poseer mayor estabilidad, y se ha colocado como el más estable y eficiente en todas las pruebas llevadas a cabo.

“La composición molecular de este polímero [NiSalen] suele actuar como cables moleculares al que se adhieren los colgantes de nitroxilo, que consumen mucha energía. La arquitectura molecular del material permite lograr un rendimiento de alta capacitancia en un rango bastante amplio de temperaturas”,- manifestó la Institución Educativa.

Fue en el año 2016 cuando se les ocurrió la idea sobre el concepto que pudiera ser aprovechable en este tipo de material. Para el desarrollo del polímero se necesitó invertir más de 3 años, en ese lapso se hicieron diversas combinaciones de componentes individuales para lograr una base que funcionará en la conducción eléctrica y posteriormente en la síntesis química, esto fue la cuestión que implicó mayor desafío en el proyecto, ya que diversos componentes suelen ser sensibles en extremo al mínimo error que sea cometido.

Después de los diversos estudios y los resultados obtenidos en el proyecto de investigación, estos han sido publicados en la edición de febrero de la revista Batteries & Supercaps.

El profesor Levin ha mencionado al respecto que la serie de experimentos ha permitido demostrar que esta nueva batería ” tendrá la capacidad de cargarse en segundos”. Sin embargo, aún se hace necesario seguir trabajando en el área que implica la capacidad de carga, ya que hasta ahora ha resultado ser entre 30-40 % menos que aquella que brindan las baterías de litio.  “En la actualidad nos hemos enfocado en trabajar para lograr mejorar este indicador mientras mantenemos la tasa de carga y descarga”,- afirmó. 

El científico mencionó que este nuevo tipo de batería  resultará muy útil en aquellas situaciones donde se necesite que cargar con gran velocidad los dispositivos, también podrá funcionar muy bien en el frío, algo que la situa en ventaja sobre las baterías de litio, ya que estás últimas suelen ser sensibles a las bajas temperaturas. 

Para finalizar, agrega: “el nuevo prototipo no posee nada que pueda contribuir a incendios o explosiones, a diferencia de las baterías de cobalto tan utilizadas actualmente. Además contiene decenas de veces menos metales que suelen generar daño medioambiental. El níquel se encuentra presente está presente en nuestro polímero, pero hay una cantidad significativa menor que en las baterías de iones de litio”.