Dos son las tecnologías de baterías que han inundado las páginas de los diarios en los últimos días. La primera de ellas es la batería de níquel-hierro creada por Thomas Edison, a la que un equipo de investigadores estadounidenses ha resucitado utilizando grafeno, uno de los materiales más prometedores para la tecnología del futuro.
A partir de la batería de níquel-hierro desarrollada por Thomas Edison, un grupo de científicos de la Universidad de Stanford (EEUU) ha creado una batería ultrarrápida que se recarga en dos minutos y se descarga en 30 segundos. Según explica el profesor de química de Stanford Hongjie Dai, entre las numerosas ventajas que ofrece la batería de Edison destaca lo duradera que es es. Tiene un diseño simple y es de fácil fabricación. Además, tanto el níquel como el hierro son muy abundantes, relativamente económicos y poco tóxicos si lo comparamos con otros minerales. Sin embargo, presenta algunas desventajas. Tarda varias horas en cargarse y la descarga también es muy lenta.
Por ello, los investigadores se centraron en reducir el tiempo de carga y descarga. Para lograrlo utilizaron grafeno (un material compuesto de carbono, de sólo un átomo de grosor, que conduce la electricidad mejor que ningún otro metal conocido) y nanotubos de carbono.
Para mejorar la eficiencia de la batería de Edison, los investigadores utilizaron grafeno (compuesto de carbono). En concreto, incorporaron nanocristales de óxido de hierro en el grafeno, y nanocristales de hidróxido de níquel en los nanotubos de carbono. Gracias a esta técnica, lograron fusionar las partículas metálicas con los nanomateriales de carbono, consiguiendo una gran mejora en el rendimiento de la batería.
"El resultado es una versión ultrarrápida de la batería de níquel-hierro que se carga y descarga en segundos", señala Dai. En concreto, tarda dos minutos en cargarse y 30 segundos en descargarse.
La mayoría de los coches eléctricos, como Nissan Leaf y Chevy Volt, utilizan baterías de ión litio que son capaces de almacenar mucha energía pero tardan horas en cargarse. Los padres de la batería ultrarrápida de níquel-hierro ven difícil que su invento sea capaz de alimentar a un coche por sí sola, aunque podría ser un complemento de las baterías de ión litio. Los autores destacan que su batería será particularmente útil para recargar dispositivos de forma rápida en situaciones de emergencia, por ejemplo, en el ámbito militar.
Por otro lado, un grupo de investigadores ha anunciado una batería que puede pulverizarse como si de pintura se tratase sobre cualquier soporte, convirtiendo a éste en otro acumulador de electricidad.
El invento podría revolucionar la concepción de las baterías de iones de litio (Li-Ion) que equipan las computadores portátiles, los teléfonos celulares y los automóviles eléctricos.
La idea clave de los investigadores fue utilizar versiones líquidas de los mismos componentes empleados en las baterías clásicas de ion de litio. Luego pulverizaron esos componentes, con capas superpuestas, sobre una placa de vidrio, una hoja de acero inoxidable, tejas de cerámica e incluso los bordes de una lata de cerveza. "Para resumir, con esta técnica, podemos convertir cualquier objeto o superficie en batería», cuenta Neelam Singh, estudiante de ingeniería en la Universidad de Rice en Texas (Estados Unidos).
En un experimento, el equipo pulverizó su batería sobre nueve baldosas de un cuarto de baño, una de las cuales estaba equipado de un captor solar recargado con la luz del laboratorio, que luego conectaron entre ellas. Una vez conectadas y cargadas, las baldosas "generaron suficiente energía para alimentar cuarenta LED (diodos emisores de luz) rojos durante más de seis horas", es decir 2,4 voltios, aseguran los investigadores.
Al contrario que las baterías existentes, la versión pulverizable no necesita por definición ningún compartimento para albergarla, por lo que podría integrarse más fácilmente en los aparatos eléctricos, al tiempo que abre perspectivas hasta ahora inimaginables en el ámbito de la energía solar.
Los investigadores siguen trabajando para perfeccionar su invento, que ya está en el registro de patentes, cuyo principal defecto para su comercialización a gran escala es que las baterías producen electrolitos líquidos tóxicos, inflamables y potencialmente corrosivos. Por ello deben aplicarse en un entorno carente de oxígeno y de humedad.
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