Investigadores de USP están desarrollando un método químico capaz de estabilizar el niobio, transformándolo en un "combustible" de alta potencia.
Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) han alcanzado un hito sin precedentes en ciencia de materiales al desarrollar una batería capaz de utilizar niobio como principal elemento activo en el almacenamiento de energía. La innovación supera la alta inestabilidad química del metal, que hasta hoy impedía su uso completo en dispositivos de alto rendimiento.
La tecnología, que ya ha sido patentada, crea un microambiente controlado que estabiliza el niobio, permitiéndole reaccionar electroquímicamente de forma predecible y segura. Hasta entonces, el metal brasileño se utilizaba en la industria solo como adyuvante, un aditivo en pequeñas cantidades para mejorar las baterías de litio.
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El principal obstáculo superado por el grupo del Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP) fue la reactividad del material. En condiciones normales, el niobio tiende a sufrir reacciones de oxidación incontroladas que bloquean la transferencia de electrones, haciendo inviable la carga. Para solucionar esto, el equipo coordinado por el profesor Frank Crespilho desarrolló una solución inspirada en sistemas biológicos, como las proteínas.
La arquitectura de la nueva batería utiliza dos capas moleculares complementarias. La primera, llamada NB-RAM, actúa como una “jaula química” alrededor del átomo central, estabilizándolo. El segundo, llamado N-MER, actúa como regulador, organizando el flujo de electrones durante los procesos de carga y descarga. Esta ingeniería molecular permitió que los prototipos alcanzaran voltajes de unos 3 voltios y funcionaran durante cientos de ciclos con alta reversibilidad.
El avance es estratégico para Brasil, que posee las mayores reservas mundiales de mineral. Según los investigadores Luana Italiano, Graziela Sedenho y Rafael Colombo, que participaron en el estudio, la innovación allana el camino para baterías con mayor densidad energética y carga ultrarrápida, reduciendo la dependencia global de metales críticos y caros, como el litio, el cobalto y el níquel.
Con la tecnología validada en laboratorio y patentada en Brasil, el siguiente paso implica la protección intelectual internacional y la búsqueda de socios a escala industrial, con el objetivo de aplicaciones que van desde electrónica portátil hasta vehículos híbridos eléctricos.
