Las baterías de aluminio es la respuesta a todas nuestras plegarias?

Una nueva investigación llevan a las baterías de aluminio a ser la tecnología de la próxima generación que revolucionaría los dispositivos móviles, pero ¿qué otra tecnología podría hacer que las baterías de los smartphones duren más de un día ?. Por lo pronto “¿me prestas tu cargador?” Seguirá siendo la pregunta que seguiremos haciendo durante varios años más.

Una nueva investigación de la Universidad de Stanford en las baterías de aluminio promete producir celdas que son lo suficientemente grandes para un teléfono inteligente cargándolo en sólo 60 segundos.

La nueva batería de alto rendimiento de iones de aluminio es la primera que usa el metal para demostrar una larga duración y carga rápida. Esto se hace usando un electrodo de grafito. Las baterías de aluminio anteriores a este descubrimiento sufrían de un rendimiento muy pobre, que no llegaba a los 100 ciclos de recarga de vida útil.

Esta nueva batería desarrollada en Stanford se puede recargar alrededor 7.500 veces. Para tener una referencia sobre lo que significa esta eficiencia, podemos decir que las baterías de iones de litio típicas que se utilizan desde en teléfonos inteligentes y computadoras portátiles hasta coches eléctricos, tienen una vida útil de alrededor de 1.000 ciclos de recarga.

UN PRIMER VISTAZO A LA NUEVA BATERIA

Lo malo de esta noticia es que las nuevas baterías de iones de aluminio están muy lejos de estar disponibles para uso comercial en la electrónica. Su gran punto debil es que producen sólo la mitad de la tensión si las comparamos con las baterías de iones de litio.

“Esto es el nacimiento de una nueva batería. Nos encontramos en sus primeros días de vida y esto es muy emocionante “, dijo Ming Gong, uno de los autores del estudio publicado en la revista Nature. “Debemos mejorar el material del cátodo. Eso podría aumentar la tensión y la densidad de la energía. De otra manera, nuestra batería tiene todo lo que hemos soñado: electrodos de bajo costo, buena seguridad, recarga de alta velocidad, flexibilidad y un largo ciclo de vida”.

La nueva tecnología de baterías de aluminio no son las únicas que compiten para resolver nuestra crisis de la vida de una batería, quizás el tema principal que ha frenando el desarrollo de los dispositivos electrónicos actuales.

BATERIAS BASADAS EN NANOTUBOS

La tecnología de las baterías de iones de litio actual pronto alcanzará su límite de desarrollo pero un cambio en la forma en que está hecho el electrodo, usando nanotecnología, podría significar un nuevo punto de partida del litio. Al hacer los electrodos de nanotubos, los investigadores lograron incrementar dramáticamente la tasa de recarga de las baterías, llegando a una carga del 70 por ciento en tan sólo dos minutos.

Algunos investigadores han usado el silicio en lugar de utilizar el grafito para los nuevos electrodos. Otros, entre ellos un equipo de la Universidad de Tecnología de Nanyang en Singapur patentaron el uso de nanotubos de dióxido de titanio, cuya licencia les permitiría realizar un desarrollo comercial y podría estar disponible dentro de dos años.

Pros: la carga rápida, y acrecentar el número de veces que se puede recargar

Contras: densidad de energía similar a las baterías actuales lo que significa vida de la batería similares

BATERÍAS DE AZUFRE

La investigación se centró en exprimir la vida de una batería para que fuera más larga que las baterías del mismo tamaño, experimentando con diferentes químicas de la misma. Un candidato prometedor es la batería a base de azufre.

Las baterías de litio-azufre prometen hasta cinco veces la cantidad de energía por gramo que la tecnología de iones de litio actual. Una vez comercializadas las baterías de litio-azufre son propensas a tener una densidad de energía cercana de dos veces la de las baterías actuales, pero que permitirían el doble de la duración de la batería para dispositivos y coches.

La tecnología ha estado en desarrollo durante más de 20 años, y al menos una empresa se encuentra con el objetivo de desarrollar baterías de litio-azufre para impulsar los coches eléctricos en 2016, pero las baterías diseñadas para dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes es probable que demoren algunos años más en desarrollarse completamente.

Pros: al menos el doble de la duración de la batería

Contras: Resistencia a la recarga, química volátil, los tiempos de recarga similares

BATERIAS METAL-AIRE
Las baterías de metal-aire reemplazan el cátodo, que suele ser de grafito en las celdas de iones de litio tradicionales, con el oxígeno del aire. Esto ahorra peso y proporciona un cátodo que simplemente puede ser reemplazado con aire fresco que es esencialmente libre.

El ahorro de peso significa una mayor densidad de energía, lo que significa una vida más larga, por lo que es ideal para los coches eléctricos. Tesla tiene un sistema patentado para integrarlas en sus coches eléctricos, mientras que un vehículo eléctrico de Citroën fue impulsado cerca de 1.800 kilómetros con una sola carga usando esta tecnología.

Pero los problemas de degradación, problemas de recargas y ciclos de vida de recarga pobres han obstaculizado la comercialización de la tecnología.

Pros: muy alta densidad de energía significa fantástica vida de la batería

Contras: difíciles de recargar, mala vida de recarga

BATERÍAS DE ESTADO SÓLIDO

Las baterías de estado sólido eliminan el electrolito líquido requerido por la mayoría de otras baterías para transferir iones entre los electrodos y generar electricidad. Al hacerlo, tienen una densidad de energía muy superior.

La batería Sakti3, que recientemente vio la inversión y una asociación comercial con la firma de vacío británica Dyson, afirma que sus baterías podrían almacenar hasta dos veces la energía que las baterías actuales de litio-ion.

Pros: el doble de la duración de la batería, más seguro, se podrían hacer en diferentes formas y tamaños, más ecológicos

Contras: no muchas

SUPERCAPACITORES
Los condensadores se utilizan en todo tipo de tecnología, pero comúnmente en dispositivos que necesitan una gran cantidad de electricidad en un espacio muy corto de tiempo, como un flash o un sub-woofer en un coche. Ellos cobran en segundos, pero liberan toda esa carga de una sola vez.

Un supercondensador funciona de una manera similar, la carga en cuestión de segundos, pero la liberación de su energía más lentamente, como una batería. La investigación actual usando grafeno promete supercondensadores que cobran en unos 16 segundos y se pueden recargar más de 10.000 veces. Pero incluso los mejores supercondensadores sólo pueden almacenar energía en densidades casi lo mismo que las actuales baterías de iones de litio.

Pros: casi carga instantánea, muy larga vida de recarga, potencial para su uso como un dispositivo de almacenamiento de electricidad secundaria en los coches eléctricos

Contras: baja densidad de energía, por lo tanto duración menor de la batería.

La nuevas tecnologías de las baterías se acerca y podría estar en vehículos eléctricos antes del final de la década, pero podrían pasar varios años antes de que sean aptas para el uso en dispositivos electrónicos portátiles. Esperemos que los investigadores, sigan investigando al respecto, en busca del Santo Grial de las baterías.

Fuente: www.theguardian.com

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