La carrera por almacenar electricidad sin emisiones acaba de sumar un actor inesperado. Un equipo del Instituto de Física Química de Dalian, de la Academia China de Ciencias, ha construido la primera batería recargable de hidrógeno de estado sólido que funciona a temperatura ambiente. Este avance, descrito en la revista Nature, materializa por fin una idea teórica en un prototipo real, aunque aún se trata de un laboratorio.
En lugar de iones de litio, este dispositivo utiliza iones hidruro, es decir, átomos de hidrógeno con carga negativa. Aunque puede sonar exótico, tiene una ventaja significativa, según los autores: el hidrógeno como portador de carga podría evitar la formación de dendritas metálicas, esas agujas que dañan el electrolito, acortan la vida de la celda y pueden provocar cortocircuitos.
El gran cuello de botella era el electrolito sólido. Este debía ser estable y al mismo tiempo permitir el rápido paso de los iones hidruro. El equipo resuelve este problema mediante una estructura tipo núcleo y caparazón. En el centro, sitúan un hidruro de cerio altamente conductor y alrededor una fina capa de hidruro de bario estable. El compuesto 3CeH3@BaH2 mantiene buena conducción iónica a temperatura ambiente y se convierte en superconductor iónico por encima de aproximadamente 60 grados.
Con este electrolito como núcleo, los investigadores ensamblaron la celda CeH2|3CeH3@BaH2|NaAlH4. Durante las pruebas, el electrodo positivo alcanzó una capacidad de descarga cercana a 984 mAh por gramo, conservando alrededor de 402 mAh por gramo tras 20 ciclos. En configuración apilada, el sistema generó cerca de 1,9 voltios y encendió una pequeña lámpara LED amarilla, lo que demuestra que ya funciona fuera del papel.
¿Qué significa esto para un mundo que desea más renovables y menos CO2? En gran medida, abre una nueva vía para el almacenamiento estacionario y para futuras baterías de movilidad eléctrica. Si esta familia de tecnologías prospera, podría ayudar a diversificar más allá del litio y otros metales críticos, aliviando unas cadenas de suministro muy tensionadas y, por extensión, a la factura de la luz en un sistema más estable.
No obstante, el propio estudio subraya que se trata de una prueba de concepto. Veinte ciclos son insuficientes en comparación con los cientos o miles que exige una batería comercial. Falta demostrar estabilidad a largo plazo, escalar la producción, ajustar costes y diseñar paquetes de celdas capaces de operar con tensiones más altas. Mientras el reloj del clima corre rápido, la ingeniería de materiales avanza a su propio ritmo.
Aun así, este trabajo sitúa las baterías de hidrógeno en el mapa y señala una dirección prometedora para almacenar energía limpia con menos riesgos de seguridad.
El estudio científico completo ha sido publicado en la revista Nature.
