Científicos desarrollan baterías térmicas de cambio de fase con carga ultrarrápida
Investigadores chinos han logrado un avance significativo en el almacenamiento de energía térmica al crear baterías térmicas de cambio de fase con una densidad de potencia récord de 1.100 kW por metro cúbico, según un estudio publicado en la revista Nature el 7 de enero de 2026.
El equipo de científicos, liderado por investigadores de universidades chinas, ha desarrollado una estrategia innovadora para mejorar drásticamente la velocidad de carga de las baterías térmicas sin sacrificar su densidad energética, un problema que hasta ahora limitaba la aplicación práctica de estas tecnologías.
Las baterías térmicas de cambio de fase son dispositivos que almacenan energía en forma de calor aprovechando la transición de materiales entre estados sólidos y líquidos. Según el estudio publicado en Nature, estos dispositivos son fundamentales para el almacenamiento de energía renovable y la recuperación de calor residual, pero tradicionalmente enfrentaban un dilema: los materiales con alta entalpía de fusión (capacidad de almacenamiento) suelen ser malos conductores térmicos.
"Las baterías térmicas de cambio de fase para el almacenamiento de energía renovable y la recuperación de calor residual exigen alta densidad energética y carga rápida, características que normalmente son mutuamente excluyentes", explican los autores en su publicación.
La innovación clave del equipo consiste en un diseño racional de un recubrimiento compuesto que permite lo que denominan "fusión por contacto cercano mejorada por deslizamiento" (sCCM, por sus siglas en inglés) dentro de baterías térmicas selladas. Este recubrimiento integra una capa calentada por pulsos que prefunde el material de cambio de fase para iniciar el proceso, junto con una superficie de deslizamiento similar a un líquido que garantiza el hundimiento sin impedimentos del sólido restante.
Utilizando materiales de cambio de fase orgánicos, los investigadores demostraron una densidad de potencia récord de 1.100 kW por metro cúbico en un prototipo, superando significativamente las tecnologías anteriores. El equipo también desarrolló un modelo para explicar cómo la superficie de deslizamiento mejora la velocidad de carga.
"Con alta vida útil, adaptabilidad y escalabilidad, esta estrategia es generalizable a diversos materiales de cambio de fase, permitiendo un almacenamiento de energía térmica de alto rendimiento en un amplio rango de temperaturas", señalan los autores.
El Dr. Li Zhi-Rong, uno de los principales autores del estudio, explicó que la tecnología podría tener aplicaciones inmediatas en la gestión térmica de edificios, sistemas de energía renovable y recuperación de calor industrial. "Nuestra tecnología resuelve uno de los principales cuellos de botella en el almacenamiento térmico: la velocidad a la que podemos cargar y descargar energía", afirmó.
Los investigadores también demostraron la aplicabilidad de su tecnología a altas temperaturas (por encima de 100°C) utilizando eritritol como material de prueba, lo que amplía significativamente el rango de aplicaciones potenciales.
El estudio destaca que esta innovación podría ser crucial para la transición energética global, ya que el almacenamiento térmico eficiente es fundamental para gestionar la intermitencia de las fuentes de energía renovable como la solar y la eólica.
La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Zhejiang y el Programa Nacional Clave de I+D de China, entre otras instituciones.
Expertos independientes en el campo del almacenamiento de energía han calificado este avance como un paso significativo hacia la comercialización de baterías térmicas de alto rendimiento, aunque señalan que aún se requiere trabajo adicional para optimizar los costos de producción y la durabilidad a largo plazo antes de su implementación a gran escala.
