En una reseña publicada en la revista Advanced Materials Science and Technology, investigadores examinan las tecnologías de baterías cruciales para la transición verde sostenible. Eunho Lim de la Universidad Dongguk en Corea del Sur y sus colegas discuten los últimos avances y desafíos, y señalan las direcciones de investigación necesarias para desarrollar alternativas a las baterías de iones de litio.
Las baterías de iones de litio han desempeñado un papel importante en la revolución electrónica, alimentando numerosos dispositivos como computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y vehículos eléctricos. Sin embargo, su expansión enfrenta desafíos significativos: el litio no es un recurso común, su creciente demanda lo convierte en un recurso estratégico de alto valor, y se espera que la transición verde aumente aún más su demanda.
Una alternativa es desarrollar tecnologías de baterías basadas en materiales más comunes. Las baterías de iones de sodio son una opción y ya están cerca de la comercialización, pero las baterías de iones de potasio podrían ser mejores, ya que podrían ofrecer una mayor densidad de energía que las de iones de sodio, lo cual es particularmente importante para el almacenamiento de energía a gran escala, como en energías renovables.
Lim explica: «Debido a la abundancia y rentabilidad del potasio, las baterías de iones de potasio están surgiendo como una alternativa viable, pero para alcanzar su potencial, es necesario desarrollar materiales anódicos avanzados adecuados para las propiedades únicas de los iones de potasio».
La reseña del profesor Lim explora la investigación necesaria para materializar el potencial de las baterías de iones de potasio. El artículo analiza sistemáticamente las ventajas y desventajas de diferentes materiales anódicos y los mecanismos electroquímicos en los que se basa cada material. También describe estrategias para superar las limitaciones de cada enfoque, así como las compensaciones entre rendimiento y estabilidad.
Un hallazgo importante es que los parámetros electroquímicos y la estructura física interactúan para determinar la capacidad y la vida útil de las baterías de iones de potasio. Basándose en esto, el equipo destaca las direcciones de investigación futuras para avanzar en la tecnología de baterías de iones de potasio.
Lim planea desarrollar aún más este trabajo, con el objetivo de diseñar nuevos materiales que puedan aprovechar el potencial de las baterías de iones de potasio y superar sus limitaciones. Él afirma: «Mi investigación se centrará en desarrollar materiales anódicos para baterías de iones de potasio que sean rentables, de alto rendimiento y seguros».
También planea utilizar técnicas de caracterización avanzadas para estudiar fenómenos fundamentales en los materiales de las baterías. «Comprender estos mecanismos es crucial para optimizar el diseño de materiales y la estructura de los electrodos. En última instancia, mi objetivo es contribuir a la comercialización de las baterías de iones de potasio mediante el desarrollo de materiales cuyo rendimiento pueda igualar o incluso superar a los ánodos de las baterías de iones de litio existentes», dice Lim.
