El nuevo desarrollo, liderado por investigadores mexicanos, promete transformar la industria de vehículos eléctricos al eliminar los riesgos de incendio y mejorar el rendimiento en climas extremos.
Te puede interesar
Un equipo de científicos del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) en México ha desarrollado una batería de zinc-aire (ZAB) capaz de seguir funcionando incluso después de ser perforada, expuesta al fuego o sumergida completamente en agua. El hallazgo, presentado esta semana, plantea una alternativa más segura, sostenible y económica frente a las tradicionales baterías de ion-litio utilizadas en teléfonos móviles y vehículos eléctricos (EV).
Una alternativa a las baterías de ion-litio
El proyecto, encabezado por el doctor Noé Arjona, investigador principal del CIMAV, busca superar los problemas de seguridad asociados a las baterías de ion-litio, que contienen electrolitos altamente inflamables.
“No utilizamos baterías de ion-litio debido a los riesgos de inflamabilidad que presentan sus electrolitos, y que pueden desencadenar incendios en caso de daño o sobrecalentamiento”, explicó Arjona.
A diferencia de la tecnología convencional, las baterías de zinc-aire no requieren litio ni cobalto, dos elementos escasos, costosos y de alto impacto ambiental en su extracción. En su lugar, utilizan el oxígeno del aire como reactivo, una innovación que permite producir energía sin recurrir a materiales críticos.
Diseño atómico y materiales sostenibles
En el corazón de la nueva celda, los investigadores sustituyeron los electrodos metálicos tradicionales por una lámina de carbono cubierta con átomos individuales de níquel. Esta configuración reduce drásticamente la cantidad de metal necesario sin sacrificar rendimiento eléctrico.
“Muchos metales usados en baterías se encuentran en la lista de materiales críticos”, señaló Arjona. “Queríamos utilizar la menor cantidad posible de metal y, al mismo tiempo, garantizar estabilidad y seguridad”.
Para estudiar la estructura del prototipo a nivel molecular, el equipo utilizó el sincrotrón Canadian Light Source (CLS) de la Universidad de Saskatchewan, en Canadá. Este acelerador circular de partículas genera haces de luz más de un millón de veces más brillantes que el sol, lo que permitió confirmar la distribución uniforme de los átomos de níquel en la superficie del carbono.
El uso de esta estructura, combinado con un electrolito en gel polimérico y zinc, elimina los riesgos de incendio y explosión característicos de las baterías con electrolitos líquidos inflamables.
Resistencia extrema y rendimiento térmico
Las pruebas de seguridad fueron contundentes. Los investigadores clavaron un clavo en la celda, la incendiaron y la sumergieron en agua, sin que el dispositivo dejara de operar. “El prototipo siguió funcionando normalmente después de cada ensayo, algo sin precedentes en este tipo de tecnología”, destacó el CIMAV.
Además de su resistencia mecánica y química, la batería mantuvo una eficiencia estable bajo temperaturas extremas, tanto en calor intenso como en frío extremo.
“En Canadá existen grandes dificultades para recargar baterías en temperaturas muy bajas, como las que enfrentan los vehículos eléctricos. Nuestra tecnología no presenta esos problemas, ni en climas fríos ni en ambientes muy cálidos”, explicó Arjona.
Hacia una nueva generación de baterías seguras
El equipo mexicano considera que esta innovación podría tener un impacto transformador en sectores como la movilidad eléctrica, la industria aeroespacial y los sensores remotos, donde la fiabilidad energética en condiciones adversas es crucial.
Asimismo, el uso de metales abundantes y reciclables como el zinc y el níquel podría reducir los costos de fabricación, mientras que la incorporación de componentes biodegradables abriría la puerta a baterías ecológicamente seguras al final de su vida útil.
Estos materiales, según el equipo, podrían incluso enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento de plantas tras su descomposición. Sin embargo, Arjona enfatizó que aún se requiere investigación adicional antes de que esta tecnología pueda sustituir a las baterías actuales.
“Si queremos baterías realmente seguras, debemos diseñarlas a partir de catalizadores de un solo átomo”, concluyó el investigador.
El avance del CIMAV sitúa a México en el mapa de la innovación energética global y refuerza la tendencia hacia baterías más limpias, resistentes y sostenibles, esenciales para la transición hacia una movilidad eléctrica segura y descarbonizada.
