Materiales 'raros' para hacer baterías más duraderas

Materiales 'raros' para hacer baterías más duraderas

Tres ejemplos de cómo científicos buscan continuamente mejores formas para recargar dispositivos.

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Mya Le Thai, de la Universidad de California Irvine, muestra una batería de nanocables de oro.

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EFE

14 de diciembre 2016 , 06:25 p.m.

Quedarse sin batería (de celular, tableta, computador o cualquier otro aparato de uso cotidiano) es el terror de la vida contemporánea. Que esta dure todo el día, como mínimo, o que siempre haya un enchufe cerca para poder recargarla, son el deseo de todo usuario.

La necesidad de disponer de sistemas de almacenamiento de energía seguros y eficaces se extiende a la creciente gama de dispositivos electrónicos médicos que se implantan o funcionan en el cuerpo humano.

Por esta razón, los científicos realizan continuos esfuerzos para mejorar la eficacia y las prestaciones de los pequeños acumuladores de electricidad, que están en el corazón de infinidad de aparatos electrónicos y móviles.

Expertos de la Universidad de California Irvine (UCI), por ejemplo, han inventado un electrodo basado en filamentos de oro microscópicos (nanocables) encerrados en dióxido de manganeso y revestidos de un gel similar al plexiglás, que pueden ser recargados infinidad de veces y nos aproxima a una batería que nunca necesitaría ser reemplazada, dicen sus creadores.

“Este avance podría conducir a baterías comerciales con largos períodos de vida para computadoras, smartphones, electrodomésticos, automóviles y naves espaciales”, informa Brian Bell, comunicador de la UCI.

La investigadora y líder del estudio Mya Le Thai, probó este electrodo mediante un ensayo de laboratorio equivalente a unos 200.000 ciclos de carga y descarga durante tres meses, sin detectar pérdida de capacidad o potencia, ni que se fracturaran los nanocables de oro, de acuerdo con los investigadores.

Los científicos vienen intentando aplicar nanocables miles de veces más delgados que un cabello humano en baterías, por su alta conductividad y su gran capacidad para almacenar y transferir electrones, pero son muy frágiles y, en las baterías de ion-litio, no soportan bien la cargas y descargas repetidas, terminando por romperse, según esta universidad.

La investigadora de la UCI, que trabajó con el químico Reginald Penner, coautor del estudio, parece haber resuelto este problema mediante una combinación de materiales fiables y resistentes a los fallos, que permitiría a las baterías de ion-litio recargarse cientos de miles de veces, según esta universidad.

Inspiración en el cuerpo humano

Científicos de la Universidad de Cambridge (UoC), en el Reino Unido, han desarrollado un nuevo prototipo de batería de litio sulfuro, con capacidad de almacenar cinco veces más energía que las baterías convencionales de ion-litio, utilizadas en los móviles inteligentes y otros dispositivos.

Esta tecnología está inspirada en parte en las células con forma de filamentos que recubren nuestro intestino delgado y ayudan a absorber los nutrientes de la comida. En la batería, evita la degradación de esta ocasionada por la progresiva pérdida del material en su interior, según la UoC.

El equipo de investigadores ha desarrollado un material muy ligero y fabricado a escala microscópica, que se asemeja a unas protuberancias llamadas villi (vellosidad) con forma de dedos, que recubren el intestino delgado humano, y absorben los productos de la digestión. La nueva batería de litio-azufre lleva en uno de sus electrodos una capa de material con una estructura similar a una vellosidad, hecha de pequeños alambres de óxido de zinc.

Esta superficie vellosa puede atrapar los fragmentos del material activo cuando este se rompe, manteniendo su actividad electroquímica y permitiendo que puedan ser utilizados durante más tiempo para almacenar energía, según UoC.

Batería ingerible

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon (CMU), en EE. UU., presentaron a la Sociedad Americana de Química el diseño de una batería no tóxica, basada en los pigmentos de melanina que se encuentran de forma natural en la piel, los ojos y el cabello de las personas.

Esta se puede ingerir para dar energía a dispositivos médicos para diagnóstico o tratamiento muy pequeños y también ingeribles, como detectar cambios en la flora microbiana intestinal y liberar fármacos para su recuperación.

En los distintos componentes de esta batería también se utilizaron otros elementos que el cuerpo humano emplea en su funcionamiento normal como el cobre y el hierro.

Los científicos comprobaron que esta batería puede alimentar un dispositivo de 5 milivatios hasta 18 horas usando 600 miligramos de material activo de melanina como cátodo.

EFE

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