Prometen estar abriendo una nueva vía que puede reconfigurar la manera en la que se obtiene energía para viviendas, vehículos y dispositivos, y no es para menos. Por primera vez, la comunidad científica ha sido capaz de hacer funcionar en condiciones óptimas una batería recargable de protones que se postula como alternativa para el almacenamiento de energía obtenida de fuentes renovables. Las ventajas competitivas no son pocas.
Más respetuosas con el medioambiente, más baratas y con mayor capacidad que las baterías de ion de litio que dominan hoy el mercado. Son algunos de los avales de esta innovación desarrollada por expertos de la universidad australiana RMIT. Y los padres de la criatura le ven un enorme potencial. Las posibles aplicaciones van desde el almacenamiento en viviendas con instalaciones solares fotovoltaicas, hasta su uso para redes eléctricas de mediana escala o para la alimentación de vehículos eléctricos.
«Es un avance crucial en las baterías de protones baratas y sostenibles, que puede contribuir a que enfrentemos nuestras futuras necesidades de energía sin seguir dañando nuestro entorno”. Lo asegura John Andrews, líder de este proyecto que ha permitido desarrollar un prototipo que funciona y que, básicamente, es un híbrido entre una pila de combustible de hidrógeno y de un sistema de baterías. “Combina las ventajas de ambos sistemas”, aseguran los expertos en un artículo publicado en Science Direct.
Con la combinación como base surge una batería reversible de protones consistente en una pila de combustible tipo PEM. Esta integra un electrodo en estado sólido que almacena hidrógeno, no en forma de gas, sino atómica. El funcionamiento es el siguiente. Durante la carga, los protones producidos por el agua en la celda de combustible son conducidos a través de la membrana de la célula. Así, y con la ayuda de los electrones suministrados por el voltaje que se aplica, los protones quedan directamente enlazados con el material de almacenamiento sin producir gas. Cuando el sistema aporta electricidad, el proceso simplemente se revierte.
«El carbono, que es el recurso principal de nuestra batería de protones es abundante y barato”, subrayan los expertos sobre esta idea. Además, estos destacan también que su batería reversible supera con mucho en eficiencia a los sistemas convencionales de hidrógeno, y es también comparable a las baterías litio.
Más allá de las valoraciones, las pruebas realizadas sobre el prototipo dan la razón a sus creadores. Pese a su reducida escala (solo cuenta con 5,5 centímetros cuadrados de superficie activa), el sistema no decepciona. Tanto es así, que en los test se ha mostrado capaz de almacenar tanta energía por unidad de masa como una batería de ion de litio de las que hoy se encuentran en el mercado. Además, según sugieren desde esta universidad australiana, los resultados en la actualidad serían incluso mejores, puesto que esta innovadora batería reversible ha sido ya optimizada.
Y aunque el trabajo realizado hasta aquí es un avance, el equipo no está dispuesto a detenerse. De hecho, está ya manos a la obra con el siguiente paso. En el corto plazo, este consistirá en aumentar la densidad de corriente durante la carga y la descarga, en la realización de pruebas de múltiples ciclos, y en el análisis de las reacciones del hidrógeno y el carbono. El uso de capas atómicas finas a base de materiales tan prometedores como el grafeno está también en el foco de estos expertos que, a la larga, pretenden que su batería de protones sea capaz de competir cara a cara las baterías de ion de litio.
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