Las baterías 3D, ¿próxima revolución del sector energético?

El paso de los años no parece solucionar el problema al que se enfrenta el sector energético, y el mundo en general. Los millones invertidos y las investigaciones llevadas a cabo no parecen dar con la batería que consiga almacenar grandes cantidades de energía de forma compacta, a largo plazo y a bajo coste. Ante esta situación los investigadores estas optando por estudiar el campo de las baterías en tres dimensiones, que al parecer tienen una viabilidad mucho mayor de lo que nosotros podemos imaginar. Su estructura porosa les permite adoptar diferentes formas en vez de la rigidez tan característica de las baterías en 2D.

La star-up Prieto Baterry, una spin-off de Universidad Estatal de Colorado en Fort Collins (EEUU) ha destacado en este campo al desarrollar la primera batería en 3D real según ha confirmado Amy Prieto, su fundadora. Esta batería mantiene las cualidades de las baterías 2D, es decir, que puede cargarse y descargarse, y que mantiene la carga. Estos nuevos sistemas de almacenamiento presentan un sinfín de ventajas, al igual que un sinfín de aplicaciones prácticas debido a su porosidad.

Pero estas baterías 3D son totalmente diferentes a las baterías convencionales pues ni los materiales son los mismos, ni su proceso de fabricación es parecido. La estructura de estas baterías está hecha con espuma de cobre de varias densidades. La principal venta de esta espuma es que es muy porosa, por lo que es casi toda aire. Pero con el matiz de que una pequeña cantidad puede contener una gran superficie. Gracias a eso, la distancia que tienen que recorrer los iones dentro de la batería es menor, aumentando su potencia y la densidad energética. El proceso continúa cuando el ánodo (polo positivo de la pila) se recubre con capas de un electrolito de polímero que crea una barrera física que deja pasar los iones, pero no los electrones. Para concluir el proceso, el cátodo (polo negativo de la pila) se aplica en forma de lodo oscuro con aspecto de tinta.

Una vez que la espuma se recubre con el ánodo, forma capas de un electrolito de polímero que proporciona una barrera física que deja pasar a los iones (pero no a los electrones). Finalmente, el cátodo se aplica en forma de un lodo oscuro con aspecto de tinta. El resultado final, es realmente impactante, una batería de unos cinco centímetro de ancho y del grosor de una hoja de papel.

Si se unen varias de estas baterías en una petaca de plástico pueden cargarse rápidamente,  no se calientan y tienen el doble de capacidad de almacenamiento que las baterías convencionales. Pero sus ventajas no se quedan ahí, también son más baratas de fabricar, más rápidas de cargar, más seguras, más pequeñas y menos tóxicas con el medio ambiente.

Los primeros recambios de ánodo de Prieto podrían llegar al mercado hacia finales de 2016, dice su fundadora, y una batería podría seguir en 2018. Esta pequeña star-up anunció en septiembre su alianza con Intel. Mark Pontarelli, el director general de la incubadora interna de negocios de Intel, afirma que ahora mismo las aplicaciones pueden ser pequeñas, pero que en un futuro próximo estas baterías podrían solucionar el problema de los coches eléctricos.

Fuente: MIT, Prieto Battery