Hasta ahora, los métodos convencionales para observar el interior de objetos, como rayos X, resonancias magnéticas y tomografías computarizadas (TAC), presentaban limitaciones significativas, especialmente en cuanto a la invisibilidad de fluidos y la dinámica de los componentes químicos en el tiempo. Sin embargo, una nueva investigación ha logrado derribar esta barrera utilizando radiografías de neutrones para estudiar el funcionamiento interno de las baterías de flujo redox, que son esenciales para el almacenamiento a gran escala en sistemas de energía solar y eólica.

Según el Consejo Europeo de Investigación, esta innovadora técnica permite visualizar la composición y el comportamiento de los elementos internos en una batería mientras está en funcionamiento. Este avance ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, captando la atención de la comunidad científica y medios de comunicación globales.

El estudio ha sido liderado por el español Antoni Forner-Cuenca, un destacado profesor de materiales y sistemas electroquímicos en la Universidad de Tecnología de Eindhoven en los Países Bajos y en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Junto a él, ha colaborado el Instituto Paul Scherrer de Suiza, lo que demuestra la importancia de la colaboración internacional en la ciencia.

Forner-Cuenca comentó: "Nuestro método es el resultado de la experimentación y la adopción de conocimientos de numerosos campos. Este es un emocionante ejemplo del impacto que puede tener la investigación impulsada por la curiosidad en diversas disciplinas".

La investigación ha permitido desterrar la noción de que el funcionamiento de las baterías era una "caja negra". Antes, sólo se podía medir el voltaje y la corriente eléctrica sin saber qué sucedía internamente. Ahora, los investigadores pueden tomar fotos y videos de los procesos en tiempo real, observando cómo cambian las concentraciones dentro de la celda electroquímica durante el funcionamiento de la batería.

El uso de neutrones ha sido crucial en este descubrimiento, ya que estos subátomos sin carga neta pueden atravesar estructuras externas como si fueran transparentes, pero se atenúan en su encuentro con moléculas que contienen hidrógeno o boro. Esto ha permitido revelar los movimientos de las moléculas, cómo fluctúan durante las fases de carga y descarga, identificar áreas menos activas y observar la precipitación de sólidos.

Este progreso no solo abre las puertas a una mejor comprensión de las baterías actuales, sino que también tiene el potencial de influir en el diseño de baterías más eficientes y en el desarrollo de nuevos materiales. La técnica de diagnóstico tiene aplicaciones que se extienden más allá de las baterías, pudiendo acelerar el desarrollo de nuevas tecnologías (electro)químicas.

La comunidad científica espera que estos hallazgos avancen en la búsqueda de soluciones innovadoras para la crisis energética y promuevan el uso de energías renovables, contribuyendo así a un futuro más sostenible. ¡Una nueva era en la investigación científica ha comenzado!