El artículo “Systematic cycle life assessment of a secondary zinc-air battery as a function of the alkaline electrolyte composition” ha sido uno de más descargados en los dos últimos años, según informan fuentes de la revista publicada por la Editorial Willey. Este artículo es uno de los más descargados durante el año posterior a su publicación de entre los publicados en el período que va de enero de 2017 a diciembre de 2018. “(El) trabajo generó inmediato impacto y visibilidad, contribuyendo significativamente al avance en este campo”, afirmaron esas fuentes.
Los autores del artículo, todos ellos investigadores de CIDETEC Energy Storage, son Aroa R. Mainar, Elena Iruin, Luis C. Colmenares, J. Alberto Blázquez y Hans-Jürgen Grande, figurando como autores principales Aroa Ramos y J. Alberto Blázquez.
Las baterías secundarias de zinc-aire son objeto de gran interés ya que presentan una elevada densidad de energía teórica (> 900 Wh/kg). A pesar de ser una tecnología estudiada durante las últimas décadas, los primeros prototipos de zinc-aire secundarios desarrollados hasta la fecha y basados en electrolitos acuosos alcalinos convencionales presentan una reversibilidad limitada que ha impedido su implantación a nivel comercial.
La mayoría de los estudios realizados en baterías secundarias de zinc-aire se han centrado en el uso de electrolitos acuosos fuertemente alcalinos por su elevada conductividad iónica en un amplio rango de temperaturas. La principal ventaja de esta aproximación radica en que el ánodo está compuesto por una alta fracción de zinc metal, que asociada a su elevada densidad (7.14 g/cc), podría suponer a priori el desarrollo de dispositivos de elevada capacidad de almacenamiento de energía de hasta 400 Wh/kg, razón por la que esta tecnología ha sido considerada para el desarrollo de aplicaciones donde la densidad de energía es un parámetro crítico. Desafortunadamente, la naturaleza alcalina de los electrolitos convencionales provoca, por un lado, una elevada solubilidad del zinc que promociona la formación de dendritas y el cambio de forma en el ánodo, y por otro, una pronta corrosión/degradación del electrodo de aire.
El artículo, aparecido en el número 2018 6(3) de la revista reporta por primera vez las causas principales del rápido envejecimiento de la tecnología a través del análisis de los procesos de degradación que se producen en todos y cada uno de los componentes de la batería. El estudio concluye que la naturaleza alcalina del electrolito y la presencia de ciertos aditivos tienen un impacto opuesto sobre la durabilidad del electrodo de aire y del ánodo de zinc, por lo que se hace necesario un balance de la formulación del electrolito que garantice una correcta reversibilidad del sistema. El estudio concluye con una formulación de electrolito avanzada que ha permitido mejorar de forma significativa la durabilidad del sistema y abre la puerta a una futura implantación de la tecnología a nivel industrial.
El artículo completo puede descargarse en