Una nueva batería de zinc barata y duradera podría almacenar los excedentes de energía solar y eólica.
🔋 Nanopartículas de zinc como material activo.
🌞 Almacenamiento de excedentes solares y eólicos.
🔄 Más de 5.500 ciclos de carga y descarga.
⚡ Eficiencia coulómbica del 99,94 %.
🏭 Arquitectura de flujo para ampliar capacidad con facilidad.
♻️ Material abundante, económico y seguro.
🌍 Impulso al almacenamiento estacional de energía renovable.
Una nueva batería de zinc fluido promete almacenar energía renovable durante mucho más tiempo con una degradación mínima
Un nuevo enfoque para resolver uno de los grandes retos de las energías renovables
La expansión de la energía solar y la energía eólica ha transformado el sistema eléctrico en muchos países. Sin embargo, existe un desafío que continúa limitando su aprovechamiento: la producción de electricidad depende de condiciones meteorológicas que cambian constantemente. Hay días con abundancia de generación y otros en los que apenas se produce energía.
Disponer de sistemas capaces de almacenar esa electricidad durante horas, días o incluso semanas resulta esencial para reducir la dependencia de las centrales alimentadas por combustibles fósiles. Precisamente con ese objetivo, un equipo de investigadores de la Universidad de Fudan y de la Academia China de las Ciencias ha desarrollado una innovadora batería de zinc fluido, presentada en la revista científica Nature Energy.
La propuesta introduce una forma distinta de utilizar el zinc, uno de los metales más abundantes y económicos disponibles para aplicaciones electroquímicas.
Del electrodo fijo a un material que circula por todo el sistema
Las baterías convencionales de zinc emplean un electrodo sólido donde tienen lugar las reacciones químicas. Con el paso del tiempo, esa superficie acaba deteriorándose, aparecen depósitos irregulares y disminuye el rendimiento.
Los investigadores decidieron cambiar completamente esa filosofía.
En lugar de mantener el zinc inmóvil, desarrollaron una suspensión formada por nanopartículas de zinc mezcladas en un líquido conductor. Esa mezcla circula continuamente entre un depósito y la celda electroquímica, de manera parecida al funcionamiento de una batería de flujo.
Durante la carga, los iones de zinc se transforman en zinc metálico. Cuando la batería suministra electricidad ocurre el proceso inverso. Como el material activo está en movimiento, las reacciones se distribuyen de forma mucho más uniforme y se reducen muchos de los problemas que han limitado históricamente este tipo de tecnologías.
Tres elementos que trabajan juntos para mejorar la estabilidad
El diseño combina tres componentes que cumplen funciones muy diferentes.
Por un lado están las nanopartículas de zinc, responsables de almacenar la energía.
A su alrededor se encuentra una estructura hueca de carbono, que mantiene las partículas separadas y facilita el transporte de los electrones durante las reacciones.
El tercer elemento es un electrolito diseñado mediante química de ligandos, encargado de estabilizar la interfaz entre el zinc y el líquido conductor. Esta parte resulta especialmente importante porque evita reacciones secundarias no deseadas y reduce la degradación del sistema con el paso de los ciclos.
La combinación de estos tres elementos consigue que las partículas permanezcan dispersas, sin formar agregados que reducirían la eficiencia de la batería.
Resultados que apuntan al almacenamiento de larga duración
Los primeros ensayos muestran cifras muy prometedoras.
La batería alcanzó una eficiencia coulómbica del 99,94 %, un indicador que refleja la capacidad del sistema para recuperar prácticamente toda la carga eléctrica almacenada durante cada ciclo.
Además, los investigadores mantuvieron funcionando una celda simétrica de zinc fluido durante 5.128 horas de operación continua.
En otra configuración basada en una batería de zinc-dióxido de manganeso, el sistema conservó el 81,1 % de su capacidad inicial tras 5.500 ciclos completos de carga y descarga, un comportamiento muy destacable para una tecnología que todavía se encuentra en fase experimental.
Aunque estos resultados corresponden a pruebas de laboratorio, representan un avance importante hacia sistemas capaces de trabajar durante muchos años con un mantenimiento reducido.
Una batería cuya capacidad puede crecer de forma diferente
Uno de los aspectos más interesantes de esta arquitectura es que la potencia y la capacidad energética pueden dimensionarse de forma independiente.
En muchas baterías tradicionales, aumentar la cantidad de energía almacenada obliga a fabricar celdas más grandes o añadir numerosas unidades adicionales.
En las baterías de flujo ocurre algo distinto.
Si se necesita almacenar más electricidad basta, en principio, con aumentar el tamaño del depósito donde se encuentra el líquido activo. La parte electroquímica puede mantenerse prácticamente igual mientras se incrementa únicamente el volumen del material almacenado.
Esta característica hace que las baterías de flujo sean especialmente atractivas para aplicaciones estacionarias, donde el espacio disponible suele ser menos crítico que en un vehículo eléctrico.
El zinc gana protagonismo frente a otros materiales
Durante los últimos años, gran parte de la atención mediática se ha centrado en las baterías de litio. Sin embargo, para almacenar electricidad en la red eléctrica están apareciendo alternativas muy interesantes.
El zinc ofrece varias ventajas relevantes.
Es un metal ampliamente disponible, con una cadena de suministro consolidada y un coste generalmente inferior al de materiales como el litio o el cobalto. Además, presenta un menor riesgo de incendio que muchas baterías de ion-litio, un aspecto especialmente importante cuando se construyen instalaciones de gran capacidad cerca de núcleos urbanos o infraestructuras críticas.
No es casualidad que distintas empresas y centros de investigación estén impulsando tecnologías basadas en zinc para aplicaciones estacionarias. Paralelamente también avanzan otras soluciones como las baterías de sodio, las baterías de hierro, los sistemas de aire comprimido, el almacenamiento térmico o la producción de hidrógeno verde para cubrir necesidades de almacenamiento de larga duración.
Del laboratorio a las futuras instalaciones eléctricas
El propio equipo investigador reconoce que todavía queda trabajo antes de una posible comercialización.
Las próximas fases se centrarán en aumentar el tamaño de los prototipos, mejorar la gestión del fluido durante miles de horas de funcionamiento continuo y optimizar aspectos prácticos como el bombeo, la circulación del material y la integración con instalaciones renovables reales.
También pretenden estudiar si el mismo concepto puede aplicarse a otros metales distintos del zinc, ampliando así las posibilidades de esta nueva familia de sistemas de almacenamiento.
El interés por estas soluciones coincide con el creciente impulso que muchos países están dando al almacenamiento energético. La Unión Europea, por ejemplo, considera esta tecnología una pieza estratégica para acelerar la descarbonización del sistema eléctrico y facilitar una mayor penetración de las energías renovables variables dentro de sus objetivos climáticos para 2030 y 2050.
Potencial
Las baterías de zinc fluido podrían convertirse en una herramienta muy valiosa para construir un sistema energético con una mayor presencia de fuentes renovables.
Su capacidad para almacenar electricidad durante largos periodos facilitaría el aprovechamiento de excedentes solares producidos en primavera o durante jornadas especialmente soleadas, reservándolos para momentos con menor generación. También podrían reforzar la estabilidad de la red eléctrica durante episodios de alta demanda o condiciones meteorológicas adversas.
En combinación con redes inteligentes, plantas fotovoltaicas, parques eólicos y otras tecnologías de almacenamiento, esta solución ayudaría a reducir el uso de centrales térmicas de respaldo y a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Todavía queda recorrido hasta comprobar su rendimiento fuera del laboratorio. Pero el concepto demuestra que todavía existen nuevas formas de almacenar energía utilizando materiales abundantes y relativamente asequibles. Y eso, en plena transición energética, resulta especialmente prometedor.
Más información: Wenyong Chen et al, Flowing zinc slurry for long-duration energy storage, Nature Energy (2026). DOI: 10.1038/s41560-026-02091-w
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