Baterías del futuro: nuevos diseños resisten desde el Ártico hasta el desierto

Científicos de la Universidad Penn State y de México presentaron esta semana diseños revolucionarios de baterías que podrían transformar el almacenamiento de energía al resolver dos desafíos fundamentales: el rendimiento bajo temperaturas extremas y la seguridad en condiciones adversas. Los hallazgos, publicados entre el 5 y 6 de noviembre de 2025, llegan en un momento de expansión acelerada para la industria, impulsada por el crecimiento de los vehículos eléctricos, el auge de los centros de datos de inteligencia artificial y la necesidad de sistemas más fiables para respaldar la transición energética global.

Penn State desarrolla una batería “para todo clima”

Investigadores de Penn State publicaron en Joule un diseño de batería para todo clima (ACB) capaz de operar con un rendimiento estable en un rango térmico sin precedentes: de -50°C a 75°C. Esta mejora supone un salto significativo respecto al rango operativo de las baterías de iones de litio tradicionales, que rara vez superan los -30°C a 45°C. El profesor Chao-Yang Wang, líder del estudio, señaló que las baterías diseñadas originalmente para funcionar a temperatura ambiente se enfrentan ahora a exigencias mucho más duras debido a su integración en vehículos, centros de datos y sistemas de almacenamiento a gran escala, donde las temperaturas pueden desviarse drásticamente.

El avance de Penn State se basa en una estrategia doble que optimiza tanto los materiales de la batería para mejorar su estabilidad a altas temperaturas como la incorporación de una lámina calefactora ultrafina de níquel, de solo 10 micrones, que permite elevar rápidamente la temperatura interna en climas fríos. Este elemento elimina la necesidad de voluminosos y costosos sistemas externos de gestión térmica, ampliando enormemente el abanico de entornos en los que estas baterías podrían funcionar sin comprometer su rendimiento o su vida útil.

La combinación de mayor estabilidad térmica y capacidad de autocalentamiento sitúa a las ACB como candidatas naturales para aplicaciones hasta ahora inviables, desde sistemas de almacenamiento en desiertos de alta radiación hasta dispositivos instalados en regiones polares, pasando por infraestructuras críticas como centros de datos de IA, donde las temperaturas pueden fluctuar de manera extrema. Para Wang, este tipo de avances será determinante en un mundo cada vez más dependiente de la energía y de la fiabilidad de sus sistemas.

México desarrolla una batería de zinc-aire prácticamente indestructible

En paralelo, investigadores del Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) en México, liderados por Noé Arjona, han desarrollado una batería de zinc-aire con capacidades extraordinarias: puede continuar operando incluso después de ser perforada, expuesta al fuego o sumergida en agua, condiciones que comprometerían o destruirían de inmediato cualquier batería de iones de litio comercial. Para validar esta resistencia, el equipo utilizó el sincrotrón Canadian Light Source, donde confirmó que la estructura de la batería se basa en átomos individuales de níquel incrustados en lugar de metal en masa, combinados con un electrolito de polímero en gel y zinc, un material abundante y económico.

Arjona explicó que evitar los electrolitos inflamables típicos de las baterías de litio elimina de raíz muchos de los riesgos que han frenado su adopción en aplicaciones donde la seguridad es crítica. La arquitectura de zinc-aire, además de ser más segura, mantiene su rendimiento en un rango térmico amplio y ofrece una alternativa más económica gracias al uso de materiales ampliamente disponibles. Este diseño abre la puerta a baterías ultrarresistentes aptas para dispositivos médicos, almacenamiento descentralizado y situaciones en las que una falla energética podría resultar catastrófica.

Implicaciones para el futuro del almacenamiento energético

Estos avances llegan en un contexto de crecimiento acelerado para la industria. Se proyecta que la demanda mundial de baterías alcanzará los 2.800 GWh para 2030, impulsada por tasas de crecimiento anuales del 11% en vehículos eléctricos y del 27% en sistemas estacionarios. Tanto la batería para todo clima de Penn State como la batería indestructible de zinc-aire mexicana responden a barreras históricas que han limitado la expansión del sector: la vulnerabilidad térmica, el riesgo de incendio, el elevado costo de los materiales complejos y la falta de durabilidad en ambientes extremos.

La innovación de Penn State reduce la dependencia de sistemas externos de refrigeración y calefacción, mientras que la tecnología mexicana elimina prácticamente los riesgos de inflamabilidad, estableciendo un nuevo estándar para la seguridad de las baterías. Ambas propuestas fortalecen la resiliencia de los sistemas energéticos en un momento en que la infraestructura global es cada vez más sensible a picos de demanda, eventos climáticos extremos y necesidades energéticas impredecibles.

Hacia la adopción comercial de tecnologías transformadoras

Tanto los investigadores de Penn State como los del CIMAV trabajan ahora en los pasos necesarios para llevar estas tecnologías al mercado. En un horizonte cercano, estas baterías podrían redefinir la operación de vehículos eléctricos en climas extremos, mejorar la seguridad de redes eléctricas distribuidas y resolver algunos de los mayores retos que enfrentan los centros de datos de inteligencia artificial. Si las pruebas y la producción avanzan según lo previsto, estas innovaciones podrían convertirse en el mayor salto tecnológico en almacenamiento energético desde la comercialización del ion-litio hace más de tres décadas.