Portugués 
Inglés 
Español 
6 min de lectura 
0 comentarios 
Con un nuevo electrolito acuoso desarrollado por investigadores de la Universidad de Maryland y el Laboratorio Nacional de Brookhaven, las baterías de zinc alcanzaron un 99,99% de eficiencia en 1.000 ciclos y una densidad de hasta 130 Wh/kg, reforzando su potencial para almacenar energía solar y eólica a menor costo
Investigadores de la Universidad de Maryland y del Laboratorio Nacional de Brookhaven han desarrollado nuevos electrolitos acuosos que pueden mejorar el rendimiento de las baterías de zinc, con una eficiencia coulómbica del 99,99% a lo largo de 1.000 ciclos y densidades de energía de hasta 130 Wh/kg. El avance fue presentado en un artículo publicado en Nature Nanotechnology, en 2026, y apunta a uno de los principales obstáculos para el almacenamiento barato, seguro y estable de energía renovable.
La propuesta busca hacer más viable el uso de baterías acuosas de zinc metálico en sistemas conectados a la electricidad generada por fuentes como células solares y turbinas eólicas. Estas tecnologías producen energía de forma creciente en muchos países, pero dependen de un almacenamiento fiable para que la electricidad pueda utilizarse cuando hay poca luz solar o viento.
Las baterías de zinc avanzan con un nuevo electrolito acuoso
Las baterías de zinc son vistas como una alternativa prometedora porque utilizan soluciones a base de agua y ánodos de zinc para almacenar y liberar energía. El modelo combina bajo costo, seguridad y características ecológicas, factores importantes para aplicaciones en almacenamiento de energía solar y eólica.
-
Tesla busca fabricar robots humanoides Optimus en masa en la Gigafactory de Shanghái mientras Neuralink muestra a pacientes controlando computadoras y brazos robóticos con la mente, China anuncia una batería sólida de 500 Wh/kg para 2026 y los robots ya caminan como animales, juegan baloncesto y se han convertido en una exportación global.
-
Una empresa perforó más de 5 kilómetros de granito en Inglaterra y encontró agua a más de 190°C; ahora puso en marcha la primera planta geotérmica del Reino Unido y comenzó a producir litio comercialmente.
-
IA señala ocho ciudades de EE. UU. en el punto de mira de las inundaciones, con Nueva York y Nueva Orleans enfrentando riesgos gigantes por el concreto, el hundimiento del suelo y las áreas bajo el nivel del mar en una alerta que impresiona a residentes y autoridades.
-
La Antártida podría calentarse 1,4 veces más rápido que el resto del Hemisferio Sur en las próximas décadas, y los científicos advierten que el océano alrededor del continente podría acelerar el deshielo, la pérdida de hielo marino y los colapsos en los ecosistemas polares.
A pesar de este potencial, la tecnología aún enfrenta importantes limitaciones de eficiencia y estabilidad a largo plazo. Durante el funcionamiento, las moléculas de agua pueden descomponerse, mientras que pequeñas estructuras conocidas como dendritas de zinc se forman en la superficie de los electrodos.
Estos dos problemas reducen el rendimiento de la batería y dificultan su aplicación más amplia. La nueva estrategia trabaja precisamente en la composición del electrolito, el líquido responsable de permitir el transporte de iones dentro de la batería.
Los electrolitos creados por el equipo combinan agua con sales cuidadosamente seleccionadas. Esta composición permite que los iones de carga negativa, los aniones, se acerquen a los iones de zinc y estabilicen la estructura molecular formada alrededor de los ánodos.
El objetivo fue aumentar la vida útil sin elevar los costos
El trabajo tuvo como principal objetivo prolongar la vida útil y ampliar la eficiencia de las baterías de zinc sin aumentar los costos de producción. La investigación fue dirigida por el Dr. Dejian Dong, del grupo de Chunsheng Wang, autor principal del artículo.
Wang explicó que los electrolitos conocidos como “agua en sal” ya habían ampliado la ventana de estabilidad electroquímica de los electrolitos acuosos a 3,0 V. Esto permitió que las baterías de zinc alcanzaran una larga vida útil, pero trajo dificultades relacionadas con el costo, la viscosidad y la caída en la conductividad iónica.
En el nuevo trabajo, los investigadores desarrollaron electrolitos acuosos de baja concentración. La propuesta ofrece un rendimiento similar al de los electrolitos de agua en sal, pero con baja viscosidad, menor costo y alta conductividad.
Las soluciones desarrolladas contienen agua y sales con números donantes específicos. Estos números influyen en la forma en que las sales interactúan con los iones de zinc dentro de la batería.
Capa con puente de aniones protege el zinc
El equipo utilizó aniones fluorados capaces de interactuar no solo con el Zn²⁺, sino también con las moléculas de agua presentes alrededor de la estructura de solvatación. Esta interacción forma una capa de solvatación secundaria con puente de aniones.
Dong explicó que esta estructura ayuda a proteger el zinc contra reacciones secundarias inducidas por el agua. La capa también contribuye a una interfaz más estable y preserva buenas propiedades de transporte en el electrolito.
Los investigadores observaron que los electrolitos acuosos que contenían sales con números donantes superiores a 18 mejoraban las interacciones iónicas en las baterías de zinc. Estas sales favorecieron la formación de una estructura molecular más estable alrededor del zinc.
Con esta estructura más organizada, hubo una reducción en la formación de dendritas de zinc. El resultado fue un rendimiento general más alto en las baterías probadas en laboratorio.
Dong afirmó que el diseño actual de electrolitos, basado en la regulación de la capa de solvatación primaria, enfrenta el desafío de mejorar una propiedad en detrimento de otras. La innovación del trabajo radica en actuar sobre la estructura de solvatación secundaria, abriendo el camino para mejorar simultáneamente diferentes propiedades del electrolito.
Pruebas indican una eficiencia del 99,99% en 1.000 ciclos
Después de desarrollar los nuevos electrolitos, los investigadores los utilizaron para crear baterías de zinc y realizar pruebas en laboratorio. Los resultados indicaron una eficiencia coulómbica del 99,99% durante 1.000 ciclos de operación.
Las baterías también alcanzaron densidades de energía de hasta 130 Wh/kg. Estos datos indican un paso relevante para soluciones mejoradas de almacenamiento de energía en redes eléctricas.
El estudio abre nuevas posibilidades para el avance de las baterías de zinc. La estrategia de diseño podrá utilizarse para desarrollar otros electrolitos acuosos con concentraciones similares de sales y números donadores considerados deseables.
Wang afirmó que el trabajo ofrece una nueva perspectiva para el diseño de electrolitos. El enfoque presenta un camino para mantener, al mismo tiempo, alta conductividad iónica, bajo costo y estabilidad interfacial mejorada.
El almacenamiento renovable puede ser más accesible
Las baterías de zinc de bajo costo, seguras y de alto rendimiento podrán ganar espacio en aplicaciones de mayor escala si los electrolitos acuosos avanzan hacia la comercialización. La implementación amplia de la tecnología puede hacer que el almacenamiento de energía renovable sea más accesible y económico.
Este avance se conecta directamente con la necesidad de almacenar electricidad producida por paneles solares y turbinas eólicas. La posibilidad de usar esta energía en momentos de menor generación aumenta la eficacia de estas fuentes como soluciones sostenibles.
Los próximos estudios extenderán el concepto a otros tipos de sistemas electrolíticos. El equipo también pretende emplear técnicas avanzadas de caracterización y enfoques teóricos para comprender mejor los procesos interfaciales y sus mecanismos.
Con la nueva estrategia de electrolitos, las baterías de zinc tienen un camino más claro para superar limitaciones históricas de estabilidad, costo y rendimiento. El trabajo indica que los cambios en la estructura de solvatación secundaria pueden ampliar el potencial de esta tecnología en el almacenamiento de energía renovable.
Estudio disponible en Nature Nanotechnology.
¡Sé la primera persona en reaccionar!