Baterías que se cargan en 10 minutos: el siguiente paso evolutivo

Escrito por , 20 de Febrero de 2013 a las 08:30
Baterías que se cargan en 10 minutos: el siguiente paso evolutivo
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Baterías que se cargan en 10 minutos: el siguiente paso evolutivo

Escrito por , 20 de Febrero de 2013 a las 08:30
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BATERíA, SILICIO

La reducida autonomía de los dispositivos móviles se ha convertido en un mal menor asumido por todos. A cantidad de recursos que permiten consumir los potentes procesadores de los terminales, así como el desgaste que propician las pantallas, cada vez más grandes, ha hecho que la carga diaria sea algo habitual, pese a los esfuerzos de los fabricantes. Sin embargo, no se puede decir que el de las baterías sea un terreno en el que no se está investigando. Durante los últimos años hemos visto una serie de avances que están perfilando el futuro de este componente.

Uno de los más recientes experimentos que tienen que ver con este ámbito ha sido el que han llevado a cabo un equipo de científicos de la University of Southern California. Se trata de unas nuevas baterías de ion-litio capaces de ofrecer hasta tres veces más energía que las que se utilizan actualmente. Aunque la proeza más asombrosa es el récord que se ha logrado con el tiempo de carga. En tan sólo diez minutos podrían estar totalmente repuestas.

El principal problema de las baterías actuales habitualmente está fijado en su corta duración. Sin embargo, el tiempo de carga puede formar parte de la solución. Lo que han conseguido los investigadores de la University of Southern California representa un hito en utilidad. Aunque la autonomía de un terminal dure solamente un día, conectarlo 10 minutos a la corriente es algo que se puede hacer en cualquier momento, sin necesidad de tener que esperar una ocasión propicia.

Además, el experimento, liderado por el profesor Chongwu Zhou, ha demostrado que las nuevas baterías son capaces de aguantar hasta 2.000 ciclos de recargas. La media de los modelos actuales está en unos 500. La diferencia entre el nuevo desarrollo y los componentes que se pueden ver hoy en día se encuentra en el ánodo (la parte por la que entra la corriente a la batería).

Tradicionalmente se vienen utilizando en la industria los ánodos de grafito, mientras que los responsables de la investigación han usado nanopartículas porosas de silicio. El resultado del experimento aún está registrado como una patente provisional, pero se calcula que en dos o tres años las nuevas baterías podrían estar en el mercado.

Resolviendo problemas de base

El silicio es uno de los materiales con los que más se está investigando para mejorar las baterías. Uno de los problemas con los que se han encontrado otros experimentos que intentaron introducir este elemento en el ánodo es su fragilidad. En forma de pequeñas láminas, el material se rompía con los ciclos de recarga, lo que dejaba inservible al componente entero.

Los investigadores hicieron pruebas con filamentos porosos de silicio. El resultado fue que el material adquiría una capacidad de expandirse y contraerse que no tenía de la otra manera. No se rompía y además aumentaba su superficie de contacto, incrementando así el rendimiento.

Por otra parte, la producción en masa de este tipo de filamentos porosos de silicio es difícil de llevar a cabo. Para resolver este inconveniente el equipo de científicos buscaron un material de uso comercial parecido. Lo encontraron en unas nanopartículas en forma de esfera, compuestas también de silicio. En ellas grabaron los mismos poros que presentaban las delgadas fibras.

El silicio, esperanza para las baterías

Investigaciones anteriores han tratado de aprovechar las cualidades del silicio para potenciar la capacidad de las baterías. Por lo general el objetivo siempre ha sido incrementar la autonomía, lo que pone de manifiesto el factor de exclusividad de la iniciativa llevada a cabo en la University of Southren California.

La tónica general de las investigaciones indica que el carbono se verá desplazado por el silicio en el futuro. En la Kansas State University se probaron unas nanoestructuras de silicio recubiertas de nanofibras de carbono, con el fin de renovar los actuales electrodos (ánodo y cátodo), compuestos enteramente por el segundo material.

Las baterías fabricadas así almacenarían hasta diez veces más electricidad que las de ahora. Otro experimento fue más allá y pretendió reemplazar de forma más radical el carbono por el silicio en los electrodos. Científicos de la Northwestern University han creado modelos que durarán una semana y tendrán el triple de capacidad que los actuales.

Estamos en una época en la que los dispositivos móviles se expanden cada vez más rápido crece la necesidad de encontrar baterías capaces de aguantar varios días. Sin embargo, los smartphones o las tabletas no van a ser los únicos beneficiados cuando se produzca el salto evolutivo de este componente. Las consecuencias alcanzarán a otros sectores destacados, como el de los coches eléctricos o los híbridos.

Imagen: USC

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