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La batería de nuestro móvil podría durar cuatro veces más con esta nueva tecnología

Por Marta Rodríguez

18 agosto, 2015
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La batería de nuestros móviles es algo que tenemos siempre presente. Nos pasamos el tiempo buscando sitios donde poder cargarlos, para asegurarnos de que nuestros smartphones no se quedan fritos, y la duración de la batería es un factor que tenemos muy en cuenta a la hora de comprar un nuevo dispositivo. Muchas compañías están buscando maneras de alargar la duración de las baterías, pero un par de investigadores, de China y América, han hecho un descubrimiento que podría mejorar considerablemente el rendimiento de las mismas en un futuro.

De hecho, esta nueva tecnología puede hacer que la vida de una batería sea hasta cuatro veces más larga. Esto no significa que las baterías vayan a poder contener una carga mayor, sino que sus componentes químicos no se agotarán tan rápido como en las baterías actuales. Es decir, que las baterías del futuro perderán su carga a un ritmo mucho más lento que las de ahora.

Wang Changan de la Universidad de Tsinghua, en Beijing, y Li Ju del Instituto de Tecnología de Massachusetts, hicieron su descubrimiento accidentalmente, cuando estaban trabajando con nanopartículas de aluminio. Este metal es muy buen conductor de electricidad, pero su efectividad queda reducida debido a la fina capa de óxido que se forma en su superficie al exponerse al aire. Cuando el material es grande esto no importa demasiado, pero en el caso de partículas tan diminutas, la capa de óxido es un gran problema, así que estaban buscando la manera de eliminarla.

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El método que utilizaron fue empapar las partículas en una mezcla de ácido sulfúrico y oxisulfato de titanio. Esto hace que el óxido de aluminio sea remplazado con óxido de titanio, que es más conductivo. Sin embargo, accidentalmente dejaron un grupo de partículas en la mezcla varias horas más de las que habrían debido. Como resultado, si bien se formó una capa de dióxido de titanio como esperaban, el ácido tuvo tiempo de filtrarse a través de esta capa y disolver parte del aluminio. La consecuencia fue que se formaron nanopartículas de aluminio protegidas por una capa de óxido de titanio, que pueden reemplazar a los ánodos de grafito.

El problema de las baterías de iones de litio normales, es que los ánodos de grafito se expanden y contraen para acomodar los iones de litio que migran dentro y fuera de los electrodos durante el ciclo de carga y descarga. Pero la expansión y contracción en sí no es lo que causa el problema en realidad. Lo que ocurre es que, durante el proceso, se forma una delgada capa de componentes de litio, que se deposita sobre la superficie de los electrodos. Cuando los ánodos de grafito vuelven a contraerse, el electrodo encoge y esta capa se cae, y entonces se forma una nueva capa de componentes de litio en la superficie de los electrodos, que al caer la capa anterior ha vuelto a quedar expuesta. Gradualmente, este proceso va gastando todos los iones de litio, y entonces la batería deja de funcionar.

Los diseñadores de baterías prefieren el grafito al aluminio, porque el aluminio se expande y contrae incluso más que el grafito. De no ser así, el aluminio sería el mejor material. Sin embargo, el Dr. Wang y el Dr. Li sospechaban que un electrodo hecho a partir de sus nanopartículas de aluminio prácticamente no cambiaría de forma. La expansión y contracción se daría en el interior de la cubierta de óxido de titanio. Seguirían acumulándose componentes de litio en el exterior de los electrodos, pero como éstos permanecerían rígidos, los componentes no se perderían, y no se gastarían más iones de litio.

El Dr. Wang y el Dr. Li construyeron varias baterías con sus nuevas nanopartículas, y las hicieron funcionar a través de 500 ciclos de cargas  y descargas. Cuando terminaron, comprobaron que las nuevas baterías retenían cuatro veces la capacidad de sus equivalentes de electrodos de grafito, que habían sido expuestas al mismo ciclo de cargas y descargas. Si el proceso de fabricación de estas nanopartículas pudiera llegar a ser industrializado, cosa que no parece descabellada en absoluto, entonces la duración de las baterías de ión de litio aumentaría de una manera considerable.

Fuente: The Economist

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