Ventajas y Desventajas de las Baterías de Zinc-Aire
Las baterías de zinc-aire son un tipo de baterías metal-aire no recargables, que también pueden ser recargadas mecánicamente. Estas baterías funcionan mediante la oxidación del zinc con el oxígeno del aire. El electrodo de zinc, que forma la mayor parte de la celda, actúa como el electrodo negativo. Una solución de KOH o soda cáustica sirve como electrolito, mejorando el potencial estándar. Un separador aísla ambos electrodos mecánicamente para prevenir la conducción eléctrica interna. El oxígeno del aire reacciona en el cátodo formando iones hidroxilo, que migran hacia la pasta de zinc y forman zincato, liberando electrones que viajan al cátodo.
Estas baterías destacan por sus altas densidades de energía y su bajo costo de producción. Ofrecen densidades de energía específica y volumétrica de alrededor de 500 Wh.kg−1 y 1000 Wh.L−1 respectivamente, que están entre las más altas para un sistema de baterías. Su perfil de descarga es mayormente plano, con un voltaje de alrededor de 1.3 V. Su tamaño varía desde pequeñas celdas tipo botón para audífonos, hasta baterías más grandes usadas en cámaras de película y en almacenamiento de energía a gran escala para vehículos eléctricos y redes eléctricas.
Desventajas de las Baterías de Zinc-Aire
La principal desventaja de estas baterías es su limitada salida de potencia, debida principalmente al rendimiento insuficiente de los electrodos de aire. Otra desventaja importante es la dependencia del rendimiento y del período operativo en condiciones ambientales como la humedad y la temperatura. Las baterías de zinc-aire disponibles comercialmente tienen una etiqueta sobre los orificios de acceso al aire, que se retira justo antes de su uso. Una vez retirada la etiqueta, se recomienda usar la batería continuamente, ya que el acceso al aire inevitablemente conlleva intercambio de agua y contaminación del electrolito con dióxido de carbono, lo que conduce al deterioro gradual de la batería.
Las características de almacenamiento de la batería de zinc-aire son satisfactorias cuando la etiqueta está en su lugar. En general, las baterías metal-aire ofrecen una alta densidad de energía porque solo hay una masa activa dentro de la celda, y la reacción catódica utiliza aire ambiente. El zinc es un elemento muy prometedor debido a su disposabilidad, comportamiento no tóxico y porque puede usarse como una celda secundaria. A pesar de estas ventajas, esta es una batería primaria y no puede recargarse. Para unidades más grandes, las baterías podrían recargarse mecánicamente sustituyendo físicamente el electrodo de zinc y el electrolito. Las opciones de recarga eléctrica están en desarrollo, pero como esta evolución está en sus primeras etapas, se necesitarán muchos años para alcanzar esta tecnología.
Ventajas de las Baterías de Zinc-Aire
Las baterías primarias tienen una densidad de energía más alta que las células secundarias recargables. La alta energía específica, largos tiempos de almacenamiento (baja autodescarga) y la preparación instantánea otorgan a las baterías primarias una ventaja única sobre otras fuentes de energía. Suelen ser la mejor opción para aplicaciones de bajo consumo. Se pueden llevar a lugares remotos y usarse de inmediato, incluso después de largos periodos de almacenamiento; también están disponibles fácilmente y son respetuosas con el medio ambiente cuando se desechan.
Las baterías de zinc-aire ofrecen densidades de energía específica y volumétrica de alrededor de 500 Wh.kg−1 y 1000 Wh.L−1 respectivamente, que están entre las más altas para un sistema de baterías. Sin embargo, la principal desventaja de las baterías primarias es que son no recargables. Otra desventaja es su baja tasa de C. Incluso los tipos de alta corriente se consideran bajos en comparación con las baterías recargables. Además, son menos respetuosas con el medio ambiente que las baterías recargables. La aplicación de baterías primarias conduce a una gran cantidad de baterías de desecho que deben reciclarse. Para baterías grandes, las primarias generalmente no son rentables.
