Avances hacia las baterías de iones de potasio
Las tecnologías alternativas de baterías son vitales para la transición ecológica
Las baterías de iones de potasio podrían tener una mayor densidad energética que las de iones de sodio. Esto es importante para el almacenamiento de energía a gran escala, por ejemplo para las energías renovables.
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En una revisión publicada en Science and Technology of Advanced Materials, los investigadores han analizado las tecnologías de baterías que serán vitales para una transición ecológica sostenible. Eunho Lim y sus colegas de la Universidad Dongguk de Corea analizan los avances y retos recientes, y apuntan hacia la investigación necesaria para desarrollar una alternativa a las baterías de iones de litio.
Aunque las baterías de iones de litio han tenido un valor incalculable en la revolución electrónica (ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, vehículos electrónicos y mucho más), su uso cada vez más extendido se enfrenta a un reto crítico. El litio no es un recurso común. La creciente demanda lo ha convertido en un recurso estratégico de alto valor, y se espera que la transición ecológica aumente aún más la demanda.
Una alternativa es desarrollar tecnologías de baterías basadas en un material más común. Las baterías de iones de sodio son una opción, y la tecnología está casi lista para su comercialización. Pero las baterías de iones de potasio serían aún mejores, ya que podrían tener una mayor densidad energética, lo que es especialmente importante para el almacenamiento de energía a gran escala, como en el caso de las energías renovables.
"Las baterías de iones de potasio se perfilan como una alternativa viable debido a la abundancia y rentabilidad del potasio, pero para hacer realidad su potencial es necesario desarrollar materiales avanzados para el ánodo adaptados a las propiedades únicas de los iones de potasio", explica Lim.
La revisión del profesor Lim aborda la investigación necesaria para hacer realidad el potencial de las baterías de iones de potasio. El documento examina sistemáticamente los puntos fuertes y débiles de los distintos materiales anódicos y los mecanismos electroquímicos en los que se basaría cada uno. También esboza las estrategias que podrían superar los puntos débiles de cada enfoque, así como las compensaciones entre rendimiento y estabilidad. Un punto importante que se destaca es la interacción de los parámetros electroquímicos y las estructuras físicas en la determinación de la capacidad y longevidad de las baterías de iones de potasio. A partir de esta visión de conjunto, el equipo destaca las vías de investigación futuras para hacer avanzar la tecnología de las baterías de iones de potasio.
Lim tiene previsto trabajar sobre esta base para diseñar nuevos materiales que puedan cumplir las promesas de las baterías de iones de potasio sin dejar de lado sus limitaciones. "Mi investigación se centrará en el desarrollo de materiales anódicos rentables, de alto rendimiento y seguros para las baterías de iones de potasio", explica. También planea utilizar técnicas avanzadas de caracterización para investigar algunos de los fenómenos fundamentales que ocurren en los materiales de las baterías. "Comprender estos mecanismos será crucial para optimizar el diseño de los materiales y la arquitectura de los electrodos".
"En última instancia", dice, "mi objetivo es contribuir a la comercialización de las baterías de iones de potasio mediante el desarrollo de materiales que puedan rivalizar o superar el rendimiento de los ánodos actuales de las baterías de iones de litio."
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