Investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN) producen prototipos de pilas recargables más eficientes, a partir de aleaciones bimetálicas y multimetálicas basadas en níquel, con el fin de disminuir el impacto ambiental que provocan pilas y baterías en México, sobre todo cuando son desechadas.
Las pilas son dispositivos en donde una reacción electroquímica espontánea provoca el paso de corriente eléctrica hacia el circuito externo. Estas reacciones se llevan a cabo en la interfaz de los electrodos que son las terminales positiva y negativa, separadas por un electrolito sólido. En el caso de las pilas de níquel-hidruro metálico (Ni-MH), el electrolito es alcalino.
“En el electrodo positivo de pilas a base de hidruros metálicos, la reducción de especies químicas se lleva a cabo durante la descarga, proceso en el que también tiene lugar la oxidación del hidruro metálico en el electrodo negativo, lo que implica una pérdida de protones que se dirigen al electrodo positivo”, explicó Arturo Manzo Robledo, profesor e investigador de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) del IPN.
Agregó que en el sentido inverso de este proceso electroquímico corresponde a la carga de la pila. Las investigaciones, por lo tanto, se centran en el estudio de materiales capaces de proporcionar ciclos de carga y descarga más eficientes con el fin de disminuir el consumo de pilas no recargables.
“En nuestro país se requieren investigaciones y apoyos permanentes para desarrollar materiales con el fin de establecer los puntos y detalles clave y finos. Este proyecto de pilas recargables a hidruros metálicos establece un importante punto de partida”.
El grupo encabezado por el politécnico ha logrado sintetizar materiales para aplicaciones en pilas de baja potencia, pero a mediano y largo plazo se requieren estudios más profundos con el fin de establecer los mecanismos por los cuales estos materiales pueden ser más eficientes. En opinión del académico politécnico, “esta investigación es una punta de lanza para continuar con los estudios y la síntesis de materiales para pilas, con el objetivo de generar tecnología propia”.
MATERIALES. El investigador de la ESIQIE dijo que en años recientes las pilas secundarias o mejor conocidas como recargables, se elaboran con hidruros metálicos basadas en níquel y han sido utilizadas como fuente de energía para aplicaciones portátiles y automóviles híbridos de baja emisión de contaminantes, debido a su alta densidad de energía y baja contaminación, al igual que las pilas recargables de níquel-cadmio (NiCd).
Manifestó que el desarrollo de materiales electródicos de hidruros metálicos (MH) con alta producción de energía por unidad de peso y largos ciclos de carga-descarga, es un reto para la ciencia de materiales y la electrocatálisis.
Pero los estudios de Manzo Robledo también se centran en la posible sustitución del cadmio (Cd) en pilas secundarias por materiales basados en níquel que pueden alcanzar valores de voltaje muy similares a los comerciales, pero que deben ser capaces de promover las complejas reacciones que inducen el flujo de corriente eléctrica a través de la adsorción de protones y hacer más eficientes los ciclos de carga-descarga.
“El principio electroquímico de los prototipos generados en la ESIQIE es el mismo que el de las pilas comerciales, la diferencia son los materiales. A nivel mundial se buscan alternativas de catalizadores que incrementen su desempeño pero a un menor costo y con alta eficiencia”, indicó el investigador politécnico.
Manzo Robledo, responsable del proyecto patrocinado por el Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal (ICyTDF), es apoyado por un equipo multidisciplinario de investigadores de la ESIQIE para realizar síntesis, caracterizaciones morfológicas, estructurales y electroquímicas.
Fuente: Crónica
