Un importante avance hacia la creación de una batería recargable de zinc-aire
Silke Paradowski, Universidad Técnica de Darmstadt
Techxplore.com/11/10/2026
Editado por Sadie Harley , revisado por Robert Egan.
La esencia
Representación esquemática que muestra el proceso de dos pasos para obtener el catalizador NiFe₂O₄@CNH-NP. Crédito: Advanced Science ( 2026). DOI: 10.1002/advs.77749.
Las baterías de zinc-aire pueden almacenar mucha más energía que las de iones de litio, pero hasta ahora eran prácticamente imposibles de recargar. Un equipo liderado por el profesor Jörg J. Schneider, del Departamento de Química, ha demostrado cómo un material compuesto de hierro, níquel y carbono permite cargar y descargar la batería hasta 500 veces.
Las pilas de zinc-aire se utilizan en audífonos desde hace décadas. Son una tecnología consolidada y de uso generalizado, pero tienen un inconveniente importante: una vez descargadas, acaban en la basura.
Hasta ahora, las baterías recargables han sido escasas en el mercado. Sin embargo, tienen un gran potencial. En teoría, las baterías de zinc-aire pueden almacenar hasta cinco veces más energía que las baterías de iones de litio, ampliamente utilizadas en la actualidad. Los principales obstáculos son su completa recargabilidad y los complejos procesos químicos dentro de la celda, que son técnicamente difíciles de controlar. Esto es precisamente lo que hace que este tema sea tan apasionante para la investigación básica.
Partículas de espinela ancladas al carbono
El grupo de investigación liderado por el profesor Jörg J. Schneider, del Departamento de Química de la Universidad Técnica de Darmstadt, ha descrito en la revista Advanced Science un importante avance hacia la creación de una batería recargable de zinc-aire . El equipo ha desarrollado un nuevo material y ha investigado sus propiedades electroquímicas; este material actúa como un catalizador especialmente eficiente y duradero dentro de la batería.
El material se basa en las llamadas espinelas. Este grupo de minerales está muy extendido en la naturaleza; un ejemplo es la trevorita, un compuesto de níquel, hierro y oxígeno. En química, ciencia de los materiales e ingeniería eléctrica, las espinelas ya se utilizan de diversas maneras debido a sus propiedades especiales.
Los investigadores de Darmstadt han logrado unir de forma directa y firme diminutas partículas de espinela —de tan solo unos pocos nanómetros— a nanomateriales de carbono . Además, incorporan nitrógeno y fósforo a la superficie del carbono. Esto crea un material compuesto capaz de realizar varias funciones simultáneamente: conduce la electricidad, es químicamente estable y activa el oxígeno, elemento clave de la batería.
Un catalizador diseñado para cargas repetidas
Una batería de zinc-aire utiliza el oxígeno del aire ambiente. Durante la descarga, el oxígeno experimenta una reacción química; durante la carga, debe regenerarse. Ambas reacciones solo pueden llevarse a cabo con la ayuda de un catalizador. La búsqueda de materiales que faciliten ambos procesos de forma eficaz y constante es fundamental. El nuevo catalizador logra precisamente esto: en experimentos, permitió hasta 500 ciclos de carga y descarga.
Un factor crucial es un punto de encuentro dentro de la batería donde convergen tres elementos clave: el catalizador sólido, la solución electrolítica líquida (que facilita el transporte de carga) y el oxígeno del aire. Solo si esta zona de contacto (denominada por los expertos como "triple unión") se mantiene estable durante el funcionamiento, la batería funcionará de forma fiable. El nuevo material compuesto crea las condiciones óptimas para ello.
Detalles de la publicación
Sudheer Kumar Yadav et al., Ferrita de níquel sobre nanocuernos de carbono funcionalizados con pnictógenos. Catalizadores bifuncionales de ORR y OER en baterías recargables de zinc-aire, Advanced Science (2026). DOI: 10.1002/advs.77749
Información de la revista: Advanced Science
Conceptos clave: Almacenamiento de energía electroquímica
Proporcionado por la Universidad Técnica de Darmstadt.
¿Quién está detrás de esta historia?
Sadie Harley: Licenciatura en Ciencias Biológicas y Ecología. Experiencia en laboratorio de microbiología y en la industria farmacéutica, específicamente en los sectores de petróleo, gas y energías renovables. Ver perfil completo →
Robert Egan: Licenciada en biología matemática, máster en escritura creativa. Ha viajado mucho y posee perspectivas únicas sobre la ciencia y el lenguaje. Perfil completo →
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