Investigadores de la Universidad de Stanford y Toyota han desarrollado un nuevo diseño de batería para el almacenamiento de energía a escala de red, creando una batería con electrodos hechos de zinc y níquel de bajo costo. Los sistemas de baterías de zinc, con electrodos de zinc y níquel uno frente al otro, son ideales debido a su bajo costo y alta capacidad de almacenamiento de carga.
Este diseño evita que el sistema de batería de zinc se cortocircuite durante la carga.
Investigadores de la Universidad de Stanford y Toyota han desarrollado un nuevo diseño de batería para el almacenamiento de energía a escala de red, creando una batería con electrodos hechos de zinc y níquel de bajo costo. Los sistemas de baterías de zinc, con electrodos de zinc y níquel uno frente al otro, son ideales debido a su bajo costo y alta capacidad de almacenamiento de carga. Sin embargo, hasta ahora, estas baterías no han podido cargarse de forma fiable y, a menudo, se han producido cortocircuitos debido a las fibras dendríticas que se forman en el zinc durante la carga. Luego, las dendritas entran en contacto con los electrodos de níquel, provocando fallas en la batería y, en última instancia, acortando el ciclo de vida. El nuevo diseño de los investigadores ofrece una solución a esta ocurrencia común.
El equipo separó los electrodos de zinc y níquel con un aislante de plástico y envolvió un aislante de carbono alrededor del borde del electrodo de zinc. Según los investigadores, la batería se ha cargado y descargado más de 800 veces sin cortocircuito, lo que demuestra su estabilidad. “En nuestro diseño, los iones de zinc se reducen y se depositan en la parte posterior expuesta del electrodo de zinc durante la carga”, dijo Shogo Azuma, autor invitado de Toyota Central R&D Laboratories y autor principal del estudio. Este depósito permite que las dendritas de zinc crezcan lejos del electrodo de níquel. También se requiere un cierto espesor para proporcionar iones de zinc reducidos, ya que una capa de zinc demasiado gruesa puede provocar el agotamiento de los iones y una mayor formación de dendritas.
El diseño mejorado se puede aplicar a una variedad de baterías de metal y también puede funcionar favorablemente en parques solares y eólicos. “Los parques solares y eólicos deberían poder suministrar energía a la red las 24 horas del día, incluso cuando no hay sol ni viento”, dijo Yi Cui, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Stanford. . “Requiere baterías baratas y otras tecnologías de bajo costo lo suficientemente grandes como para almacenar el exceso de energía limpia para uso bajo demanda”.