Repensar las pilas: con aluminio
Un equipo de investigadores desarrolla una batería de aluminio con un electrolito innovador
Los sistemas de almacenamiento de energía del futuro deben ser rentables y sostenibles. Para lograrlo, es crucial que los materiales utilizados sean fácilmente disponibles y reciclables. Un equipo de investigadores de la TU Bergakademie Freiberg ha logrado avances significativos en el desarrollo de una batería de aluminio que cumple estos requisitos. La batería se compone de aluminio como ánodo, grafito como cátodo y un nuevo tipo de electrolito polimérico desarrollado en la universidad. La validación del prototipo de batería para su producción industrial será financiada por el Ministerio de Asuntos Económicos de Sajonia y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) hasta finales del año que viene.
Con unos largos guantes negros de goma, Amir Mohammad mete la mano en una guantera para abrir un tarro que contiene un polímero de color miel. Con una espátula, lo aplica cuidadosamente a una fina lámina de aluminio. Por último, recubre la lámina de aluminio con el polímero en una calandra con rodillos calentables. "Con eso ya tenemos dos tercios de la batería", explica Amir Mohammad. La lámina de aluminio sirve de ánodo, mientras que la capa de polímero forma el electrolito. Combinando esto con un cátodo de grafito se crea una célula única para el prototipo de la batería de aluminio-polímero. El primer prototipo, formado por una "pila" de 10 celdas, podrá almacenar alrededor de 1 vatio hora (Wh) de energía.
La financiación del Sächsische Aufbaubank en el marco del programa de financiación de la validación del Ministerio de Economía de Sajonia permite ahora llevar esta batería al siguiente nivel: "El objetivo del desarrollo ulterior es una capacidad de almacenamiento de 10 kilovatios hora (kWh), lo que corresponde a la producción media diaria de un sistema fotovoltaico en el tejado de una vivienda unifamiliar", explica el investigador asociado del Instituto de Física Experimental. Esto convierte al nuevo tipo de batería de aluminio-polímero en una opción para su uso como sistema estacionario de almacenamiento de electricidad, especialmente para sistemas fotovoltaicos privados".
El electrolito sólido polimérico de nuevo desarrollo garantiza una producción eficiente
El equipo presta especial atención a la solución electrolítica entre el ánodo y el cátodo: "Para ello hemos desarrollado un electrolito polimérico basado en un líquido iónico. Se trata de una mezcla de clorhidrato de trietilamina y cloruro de aluminio, que junto con la poliamida forman una red sólida. Comparado con los electrolitos líquidos tradicionales, este electrolito sólido ofrece numerosas ventajas: No tiene fugas, es resistente a la humedad y al oxígeno y reduce la corrosión. También sustituye a la capa separadora habitual, lo que hace que la batería sea más segura y barata de producir", explica Oliver Schmidt, miembro del equipo del proyecto.
El siguiente paso del equipo es probar el procesamiento de los materiales y la producción de la batería de aluminio-polímero en un sistema de producción de rollo a rollo. Los dos investigadores esperan obtener resultados fiables sobre la utilización de su innovador prototipo de batería a finales de 2025.
Almacenamiento de energía: ¿Qué viene después del litio?
"Necesitamos nuevos sistemas de almacenamiento de energía para la electrificación y, por tanto, la flexibilización de las tecnologías que consumen mucha energía", explica el Prof. Dr. Dirk C. Meyer, Director del Instituto de Física Experimental y portavoz del Centro de Conversión Eficiente de Materiales a Alta Temperatura de la TU Bergakademie Freiberg. "La batería de aluminio-polímero es una alternativa prometedora a las baterías de iones de litio, que mi equipo lleva investigando intensamente unos diez años y que ahora se está probando con vistas a su producción y aplicación industrial."
El Ministerio de Economía de Sajonia financia la transferencia de los resultados de la investigación a la aplicación con un total de 241.562 euros hasta noviembre de 2025.
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