Investigadores de la Universidad Edith Cowan de Australia han rediseñado baterías de zinc-aire mediante el uso de una combinación de nuevos materiales, como carbono, hierro más barato y minerales a base de cobalto.
En un documento publicado en el journal EcoMat, los científicos dicen que el nuevo diseño ha sido tan eficiente que suprimió la resistencia interna de las baterias.
El voltaje del dispositivo también estaba cerca del voltaje teórico, lo que resultó en una densidad de potencia máxima y una estabilidad ultralarga.
"Además de revolucionar la industria del almacenamiento de energía, este avance contribuye significativamente a construir una sociedad sostenible, reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y mitigar los impactos ambientales", dijo el investigador principal Muhammad Rizwan Azhar en un comunicado de prensa. "El uso de recursos naturales, como el zinc de Australia y el aire, mejora aún más la rentabilidad y la viabilidad de estas innovadoras baterías de zinc-aire para el futuro".
Azhar explicó que una batería de zinc-aire consta de un electrodo negativo de zinc y un electrodo positivo de aire.
Antes de este reciente desarrollo, los principales inconvenientes de estos dispositivos eran su limitada potencia de salida debido al bajo rendimiento de los electrodos de aire y su corta vida útil.
Una vez abordadas estas cuestiones, Azhar cree que las baterías recargables de zinc-aire pueden resultar más atractivas para el almacenamiento de energía limpia, particularmente teniendo en cuenta su bajo costo, respeto al medio ambiente, alta densidad de energía teórica y seguridad inherente.
La propuesta de Zinc8
Zinc8 propone una batería o un sistema de almacenamiento modular diseñado para entregar energía en el rango de 20 kW a 50 MW con una capacidad de ocho horas de duración de almacenamiento o más.
En esta batería la energía se almacena en forma de partículas de zinc, de tamaño similar a los granos de arena. Cuando el sistema suministra energía, las partículas de zinc se combinan con oxígeno extraído del aire circundante. Cuando el sistema se recarga, las partículas de zinc se regeneran y el oxígeno regresa al aire circundante.
Para empezar, el sistema toma energía de la red o de una fuente renovable y la utiliza para generar partículas de zinc en una sección llamada "regenerador de zinc".
El regenerador de zinc consta de dos electrodos. Durante la recarga, el regenerador se somete a un proceso de electrólisis en el que se aplica una carga eléctrica externa para energizar un electrodo particular sobre el que se deposita el zinc. Al mismo tiempo, se desprende oxígeno del otro electrodo. Posteriormente, se utiliza un método patentado para eliminar el zinc del electrodo y transferirlo a un tanque de almacenamiento de combustible.
Cuando se requieren las partículas de zinc almacenadas en el tanque -porque se necesita energía-, se entregan al 'power stack', donde se recombinan con oxígeno para generar electricidad. El subproducto de óxido de zinc (ZnO) se devuelve al tanque de almacenamiento para su posterior regeneración. Por tanto, no hay consumo neto de zinc.