7 materiales que compondrán las baterías del futuro

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Hidrógeno, papel, luz solar… la comunidad científica lo está intentando todo para mejorar los sistemas de carga actuales.

A partir del momento en el que los dispositivos móviles adoptaron la etiqueta de “inteligente”, sus dueños comenzaron a gozar de unas capacidades de computación y conectividad que con los antiguos terminales eran inimaginables. Pero al mismo tiempo, tanto la comunidad de usuarios como los fabricantes se han dado de bruces con el persistente problema de la duración de la carga en las baterías. Si hace unos años un teléfono podía utilizarse para realizar llamadas y enviar mensajes durante días sin necesidad de enchufarlo a la red eléctrica, ahora lo más común es que la resolución de las pantallas, las tecnología 3G/4G y demás avances tecnológicos agoten las pilas en cuestión de un sólo día.

Esto no significa que los científicos se resignen y acepten la situación, ni mucho menos. En Silicon News recogemos algunas de las investigaciones más curiosas en materia de baterías:

1. Hidrógeno. Uno de los proyectos que más publicidad está recibiendo tiene el sello de Apple y consiste en alimentar los iPhone (y los ordenadores portátiles de la manzana mordida) con células combustibles de hidrógeno. Todavía en forma de documento pendiente de aprobación por la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos, el sistema concibe una pieza que dura semanas sin necesidad de recarga gracias a la conversión de hidrógeno y oxígeno en energía hidroeléctrica. Este tipo de tecnología no es del todo novedosa ya que está siendo utilizada como fuente energética para vehículos, pero es la primera vez que se diseña su implementación en máquinas de dimensiones reducidas. Además de mejorar la durabilidad, las baterías de hidrógeno permitirían desechar sustancias tóxicas, serían más respetuosas con la naturaleza y adelgazarían los gadgets en cuestión.

2. Luz solar. Vinculado con el objetivo de sostenibilidad, un equipo de la Universidad de Cambridge está colaborando con la empresa Ignis Innovation en la producción de electricidad mediante la luz del sol. Hasta ahí nada llamativo. Pero es que su intención es aprovechar la superficie de las pantallas OLED para alojar un sistema de generación de energía fotovoltaico e “híbrido”, basado tanto en los rayos que recibe el dispositivo como en la propia luminosidad que desprende el panel. Y, en resumen, convertir en fortaleza la desventaja de las grandes pantallas en cuanto a consumo. Se calcula que actualmente el 64% de la luz generada por una pantalla de diodos orgánicos se escapa por los bordes de la misma y no puede ser utilizada para la visualización de imágenes. En cambio, el prototipo alternativo coloca una membrana de film de silicio que genera electricidad y la transfiere a la batería, alargando los tiempos entre recargas.

3. Silicio. El silicio es clave en otra investigación comandada por los científicos estadounidenses de la Universidad de Northwestern. Éstos de momento han logrado multiplicar por diez la capacidad y la velocidad de la recarga de las baterías de litio perforando las hojas de grafeno con agujeros microscópicos y permitiendo que los iones tomen un atajo a la hora de desplazarse. Y sobre todo, se han dedicado a sobrepoblar la zona comprendida entre estas hojas con grupos de silicio en lugar de carbono porque este material es hasta 24 veces más eficiente. ¿La consecuencia inmediata? Tiempos de recarga de unos 15 minutos durante los primeros 1.500 ciclos. A partir de ahí la mejora perdería 5 veces su eficacia, aunque la última palabra en materia de nanotecnología todavía no está dicha.

4. Papel. Otro conjunto americano, esta vez del Instituto Politécnico Rensselaer, en Nueva York, ha desarrollado una estructura molecular para almacenaje de energía que está compuesta de celulosa en un 90%. El 10% restante la conforman nanotubos de carbono que asumen el papel de electrodos y permiten conducir la corriente. En apariencia es una batería ultraligera, delgada y completamente flexible que se puede enrollar, doblar o cortar sin perder su capacidad generadora. O, en otras palabras, es un dispositivo que se ve, se siente y pesa como el papel. También se puede montar en forma de pila de páginas o folios para aumentar su potencia y es capaz de soportar temperaturas extremadamente altas y bajas: entre los 150 y los menos 38 grados centígrados.

5. Mioinositol. Obtenible a partir de recursos orgánicos, como el maíz, el mioinositol es un material que no necesita recurrir a disolventes tóxicos durante su fabricación y que se utiliza en el compuesto electroquímico activo Li2C6O6. Esta sal producida mediante química verde posee buena estabilidad térmica y una capacidad de almacenamiento reversible de unos 580 mAh/g para una densidad de 1300 Wh/kg de material activo. Y está siendo foco de estudio en la francesa Universidad de Picardía Julio Verne como posibilidad plausible para introducir materia orgánica procedente de la biomasa en la fabricación de electrodos.

6. Virus. En la Universidad de Maryland han ido un pasito más allá y han reconducido las propiedades del virus del mosaico del tabaco o TMV, que por lo normal infecta plantas manchando sus hojas, para labores más positivas. Concretamente lo han introducido dentro de las células de litio de las baterías convencionales con el objetivo de incrementar su superficie y así estirar su promesa de vida unas diez veces o hasta el mes entero de duración. Dado que el agente infeccioso muere durante el proceso, no existe ninguna posibilidad de contaminación vírica posterior ni riesgo para la salud del usuario.

7. Refresco de cola. Por último pero no menos llamativo, la diseñadora china Daizi Zheng ha ideado un teléfono que funciona con el batiburrillo de azúcar, café y caramelo que son las bebidas de cola. El primero de los tres elementos es el que permite ejecutarse a su batería biológica, mientras las enzimas actúan como catalizador para convertir rápidamente el refresco en “carburante”. Al parecer este invento tiene potencial suficiente como para durar tres o cuatro veces más con una sola carga que las baterías de hoy en día, con la ventaja de que es totalmente biodegradable.

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