Los investigadores de la Universidad de Cornell dirigidos por Lynden Archer, decano y profesor de ingeniería, han estado explorando el uso de materiales de bajo coste para crear baterías recargables que hagan más asequible el almacenamiento de energía. Ahora, han demostrado que una nueva técnica que incorpora aluminio da lugar a baterías recargables que ofrecen hasta 10.000 ciclos sin errores.

Este nuevo tipo de batería podría constituir una alternativa más segura y ecológica a las baterías de iones de litio, que actualmente dominan el mercado pero que son lentas de cargar y tienen facilidad para incendiarse.

El artículo del equipo, "Regulating Electrodeposition Morphology in High-Capacity Aluminium and Zinc Battery Anodes Using Interfacial Metal-Substrate Bonding", se ha publicado en Nature Energy.

Entre las ventajas del aluminio está que es abundante en la corteza terrestre, es trivalente y ligero, y por tanto tiene una gran capacidad para almacenar más energía que muchos otros metales. Sin embargo, el aluminio puede ser difícil de integrar en los electrodos de una batería. Reacciona químicamente con el separador de fibra de vidrio, que divide físicamente el ánodo y el cátodo, lo que provoca un cortocircuito en la batería y la hace fallar.

La solución de los investigadores fue diseñar un sustrato de fibras de carbono entrelazadas que forma un vínculo químico aún más fuerte con el aluminio. Cuando la pila se carga, el aluminio se deposita en la estructura de carbono mediante enlaces covalentes, es decir, compartiendo pares de electrones entre átomos de aluminio y carbono.

Mientras que los electrodos de las baterías recargables convencionales son sólo bidimensionales, esta técnica utiliza una arquitectura tridimensional -o no plana- y crea una capa de aluminio más profunda y consistente que puede controlarse con precisión.

Las baterías de ánodos de aluminio pueden cargarse y descargarse de forma reversible uno o varios órdenes de magnitud más que otras baterías recargables de aluminio en condiciones prácticas.