jueves, marzo 12, 2009

Se acerca la superbatería

Se acerca la superbatería

BBC Ciencia

Quizás pronto ya no tendremos que esperar horas para que se recarguen nuestros teléfonos, camputadoras personales y otros aparatos.

Laptop
Con el nuevo material las laptops y teléfonos podrán recargarse en cuestión de segundos.
Gracias a una nueva investigación quizás muy pronto será posible contar con baterías de ión de litio más pequeñas, más ligeras y capaces de recargarse en segundos.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, crearon un procedimiento que permite el rápido tránsito de energía eléctrica a través de un material conocido que se usa para baterías.

Se trata, dicen los científicos, de llevar a cabo cambios muy simples en el proceso de producción de este material.

El procedimiento -afirman los investigadores en la revistaNature- podría permitir también recargar rápidamente las baterías de los autos eléctricos.

Debido a su elevada capacidad energética las baterías de ión de litio son las que se usan más comúnmente para recargar aparatos electrónicos, como computadoras personales.

Pero una de sus desventajas es que toma demasiado tiempo recargarlas.

Sin límite de velocidad

Hasta ahora los investigadores creían que esto se debía a que existía un límite en la velocidad a la que viajan los iones y electrones a través de la batería para formar un circuito electroquímico.

Los científicos del MIT utilizaron un modelo de computadora para simular los movimientos de los iones y electrones en una variante del material estándar de litio conocido como fosfato de litio-hierro.

El nuevo material de fosfato de litio-hierro (FOTO Donna Coveney)
Las nuevas baterías utilizan fosfato de litio-hierro.
La simulación indicó que los iones podrían moverse a gran velocidad, dice el profesor Gerbrand Ceder, quien dirigió el estudio del MIT.

"Si el transporte de los iones de litio era tan veloz, entonces algo más tenía que ser el problema", dice el investigador.

Y el problema resultó ser la forma como los iones pasaban a través del material de batería.

Éstos pasan por túneles minúsculos, cuyas entradas se encuentran en la superficie del material.

Los científicos descubrieron, sin embargo, que para entrar a esos canales, los iones debían ser ubicados directamente en frente de las entradas, de lo contrario no podían entrar.

La solución, afirma el investigador, fue diseñar un material que guiara a los iones hacia las entradas de los túneles.

Es un material con una especie de "carretera de circunvalación" por la que viajan los iones.

"Lo que hicimos fue buscar un material en el que la difusión del litio fuera muy alta para después mejorarlo", explicó a la BBC el profesor Cedar.

"Y logramos desarrollar en el laboratorio unas pequeñas celdas de batería que puede recargarse y descargarse totalmente en 10 segundos", agrega.

"Lo que demostramos es que es científica y técnicamente posible crear baterías que puedan recargarse rápidamente".

El científico agrega que estas celdas pueden también fabricarse a escalas mayores, siempre y cuando se pueda disponer de suficiente energía para recargarlas.

Potencial enorme

La mayoría de las baterías comerciales -que utilizan un material hecho de litio y cobalto- se sobrecalientan muy rápido.

Auto eléctrico
También los autos eléctricos se podrían recargar mucho más rápido.
Esto es algo que afecta comúnmente a las baterías de computadoras personales y mp3.

Sin embargo, el nuevo método con fosfato de litio-hierro no tiene este problema.

Aunque es barato, este material hasta ahora no ha sido suficientemente utilizado porque las baterías de litio y cobalto pueden almacenar un poco más de carga por unidad de peso.

Sin embargo, los investigadores descubrieron que el nuevo material no pierde con el tiempo su capacidad de carga, lo que sí ocurre con las baterías de ión de litio convencionales.

Esto significa que ya no será necesario el exceso de material colocado en una batería convencional para compensar esa pérdida.

Lo cual podrá conducir a baterías más pequeñas, más ligeras y con una capacidad extraordinaria de carga.

"La capacidad de cargar y descargar baterías en cuestión de segundos y no horas podría abrir la puerta a nuevas aplicaciones tecnológicas y a un cambio en nuestro estilo de vida", afirma el profesor Ceder.

Y agrega que "el hecho de que hayamos logrado este avance en un material que ya es conocido y con el cual no necesitamos llevar a cabo grandes cambios de diseño, significa que estas baterías podrán estar muy pronto en el mercado".



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