Es verde, recargable, adecuada para alimentar vehículos eléctricos y aplicaciones de almacenaje de energía estacionaria y sobreviviría a decenas de miles de ciclos de carga, en una vida útil de 100 años sin pérdida de capacidad. Se trata de la batería níquel-hierro que inventara Thomas Edison en 1901 y que los científicos de la Universidad de Stanford han revitalizado.
Thomas Alva Edison con su batería de níquel-hierro y un ejemplo del ContourHD batería recargable.
Aquella invención decimonónica se incorporó a los coches eléctricos de la época, ya que el 28% de los coches estadounidenses en 1900 eran eléctricos. Resultaban menos complejos de fabricar que los de motor a combustión. La batería de níquel-hierro contaba con la ventaja de una vida útil prácticamente ilimitada, una composición física y química enormemente resistente, y un aumento del 42 por ciento en la densidad energética. Con ella, un vehículo podía recorrer 1.600 kilómetros.
Su mayor tamaño, peso y coste frente a la batería recargable de plomo inventada en 1859, junto con el logro de superioridad del motor a gasolina, relegaron la batería de Edison a la actividad industrial a partir de 1920. En la década 1970 cayó prácticamente en el olvido y sólo un puñado de firmas la fabricaban para almacenar energía solar y eólica.
Ahora, un grupo de investigadores de Stanford ha mejorado significativamente el rendimiento de esas baterías de níquel-hierro. Han logrado cargarlas completamente en aproximadamente dos minutos mientras que la descarga no llega a 30 segundos. Se abren así nuevas posibilidades para esta batería venerable, como por ejemplo complementar la lenta carga de la de iones de litio en el frenado regenerativo. Este, al reducir la velocidad del vehículo, transforma parte de su energía cinética en energía eléctrica.
La batería de níquel-hierro utiliza un electrolito de hidróxido de potasio o de sodio y no contiene plomo u otros metales pesados. Por lo tanto, está libre de riesgo de derrames de ácido y, tanto su producción como su eliminación apenas tienen impacto medioambiental.
Además, la densidad del electrolito no cambia con el nivel de carga, por lo que permanece inalterada con el funcionamiento de la batería. La química, durante la carga y la descarga, consiste en transferir oxígeno desde un electrodo al otro. El voltaje se logra mediante el cambio en la oxidación de esos electrodos.
Para mejorar el rendimiento de la batería de níquel-hierro, el equipo de Stanford creó nanocristales de óxido de hierro sobre láminas de grafeno y nanocristales de hidróxido de níquel en nanotubos de carbono multipared. Esto produjo una fuerte unión química entre los nanocristales que contienen metales y las nanoestructuras de carbono. El resultado es una vía de baja resistencia para las cargas eléctricas que se mueven entre los nanocristales (donde la actividad de carga y descarga tiene lugar) y el dispositivo alimentado por la batería.
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