¿Litio o Zinc? La batalla por el futuro de las baterías para el transporte eléctrico

Autores/as

  • Mtro. Jorge Alejandro Arredondo Espínola Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C.
  • Dr. Walter Noé Velázquez Arjona Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. https://orcid.org/0000-0002-4136-4738

DOI:

https://doi.org/10.20983/cienciavital.2025.04.bas.01

Palabras clave:

Baterías Zinc-aire, Baterías ion-Litio, Electromovilidad

Resumen

Las baterías de zinc-aire se perfilan como una alternativa prometedora a las baterías de litio que hoy dominan celulares y vehículos eléctricos. Ofrecen alta densidad energética (pueden almacenar mucha energía en poco espacio), buena seguridad, baja toxicidad y menor costo, lo que las hace atractivas para dispositivos móviles y para la electromovilidad, es decir, el uso de vehículos impulsados por electricidad. Sin embargo, al necesitar oxígeno del ambiente para funcionar, surgen dudas sobre su desempeño en lugares con poco oxígeno y en condiciones de frío o calor extremos. En este artículo se compara el potencial de estas baterías de zinc-aire, consideradas una tecnología emergente, con los sistemas de ion-litio ya optimizados, a partir de resultados obtenidos por el grupo de investigación Nanomat-Lab. Además, se analizan retos ambientales, sociales y económicos, como el impacto de la extracción de materiales o las condiciones de trabajo en las minas, y se discuten posibles soluciones que podrían hacer de estas baterías una opción más justa y sustentable para el futuro del transporte eléctrico.

Biografía del autor/a

Mtro. Jorge Alejandro Arredondo Espínola, Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C.

Doctorando en Ciencia de Materiales en el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV), donde desarrolla tecnología para baterías de zinc-aire (ZABs), una alternativa sostenible a las baterías de litio. Su trabajo incluye el diseño de sistemas flexibles, el uso de electrolitos sólidos o cuasi sólidos y la optimización de ánodos mediante aleaciones como zinc-manganeso, con el objetivo de obtener baterías más seguras, eficientes y adecuadas para aplicaciones portátiles y de electromovilidad. Sus líneas de investigación aportan al desarrollo de soluciones energéticas más económicas y ecológicas, con potencial para reducir el impacto ambiental y mejorar la disponibilidad de tecnologías eléctricas en distintos sectores.

Dr. Walter Noé Velázquez Arjona, Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C.

Doctor en Electroquímica, especializado en el diseño de nanomateriales para la conversión y el almacenamiento de energía, así como en el desarrollo de sensores electroquímicos orientados a la detección temprana de enfermedades. Cuenta con una prolífica trayectoria académica, con más de 100 artículos científicos y 10 capítulos de libro publicados. Actualmente se desempeña como Investigador Titular “B” en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (CIDETEQ) y es miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores (SNII), nivel 2.

Citas

A. Razmjoo et al., “Moving Toward the Expansion of Energy Storage Systems in Renewable Energy Systems—A Techno-Institutional Investigation with Artificial Intelligence Consideration,” Sustainability, vol. 16, no. 22, p. 9926, Nov. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/SU16229926.

Y. Li and H. Dai, “Recent advances in zinc–air batteries,” Chem. Soc. Rev., vol. 43, no. 15, pp. 5257–5275, Jul. 2014, doi: https://doi.org/10.1039/C4CS00015C.

“Zinc-Air Batteries Will Extend Mission Times Of NASA Micro Aerial Vehicles.” Accessed: Apr. 22, 2025. [Online]. Available: https://phys.org/news/2005-06-zinc-air-batteries-mission-nasa-micro.html

W. F. Díaz Paz et al., “The water footprint of lithium extraction technologies: Insights from environmental impact reports in Argentina’s salt flats,” Heliyon, vol. 11, no. 4, p. e42523, Feb. 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42523.

Z. Dobó, T. Dinh, and T. Kulcsár, “A review on recycling of spent lithium-ion batteries,” Energy Reports, vol. 9, pp. 6362–6395, Dec. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.05.264.

M. Anik Hasan, R. Hossain, and V. Sahajwalla, “Critical metals (Lithium and Zinc) recovery from battery waste, ores, brine, and steel dust: A review,” Process Safety and Environmental Protection, vol. 178, pp. 976–994, Oct. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.psep.2023.08.069.

M. Kaya, S. Hussaini, and S. Kursunoglu, “Critical review on secondary zinc resources and their recycling technologies,” Hydrometallurgy, vol. 195, p. 105362, Aug. 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105362.

P. N. Halimah, S. Rahardian, and B. A. Budiman, “Battery Cells for Electric Vehicles,” International Journal of Sustainable Transportation Technology (IJSTT), vol. 2, no. 2, pp. 54–57, Oct. 2019, doi: https://doi.org/10.31427/IJSTT.2019.2.2.3.

M. Ank et al., “Lithium-Ion Cells in Automotive Applications: Tesla 4680 Cylindrical Cell Teardown and Characterization,” J. Electrochem. Soc., vol. 170, no. 12, p. 120536, Dec. 2023, doi: https://doi.org/10.1149/1945-7111/ad14d0.

“Global Product Technical Data Sheets - Duracell Batteries | AA, AAA, Rechargeable, Coin Button.” Accessed: Apr. 01, 2025. [Online]. Available: https://www.duracell.com/en-us/techlibrary/product-technical-data-sheets/

“Voltaje de la batería de un coche eléctrico | Volkswagen España.” Accessed: Apr. 01, 2025. [Online]. Available: https://www.volkswagen.es/es/revista/innovacion/voltaje-bateria-coche-electrico.html

P. Zhang et al., “A self-designed double cross-linked gel for flexible zinc-air battery with extreme conditions adaptability,” Chemical Engineering Journal, vol. 451, p. 138622, Jan. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.138622.

“African leaders call for equity over minerals used for clean energy | Environment | The Guardian.” Accessed: Apr. 22, 2025. [Online]. Available: https://www.theguardian.com/environment/2024/feb/28/african-leaders-call-for-equity-over-minerals-used-for-clean-energy

C. Peng, F. Liu, A. T. Aji, B. P. Wilson, and M. Lundström, “Extraction of Li and Co from industrially produced Li-ion battery waste – Using the reductive power of waste itself,” Waste Management, vol. 95, pp. 604–611, Jul. 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.06.048.

O. Ambriz-Peláez, J. Béjar, C. M. Ramos-Castillo, M. Guerra-Balcázar, L. Álvarez-Contreras, and N. Arjona, “Defected NiFe layered double hydroxides on N-doped carbon nanotubes as efficient bifunctional electrocatalyst for rechargeable zinc–air batteries,” Appl. Surf. Sci., vol. 601, p. 154253, Nov. 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154253.

M. M. López Flores y J. M. Omaña Silvestre, “Modelo de desarrollo para el aprovechamiento de nopal verdura en Milpa Alta, Ciudad de México,” Agricultura, Sociedad y Desarrollo, vol. 20, no. 4, pp. 408–424, 2023, doi: https://doi.org/10.22231/asyd.

Descargas

Publicado

22-12-2025

Número

Sección

Ciencias Básicas