Un equipo de investigadores de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo tipo de batería con microelectrodos de tres dimensiones que podría revolucionar la manera en que funcionan los productos electrónicos y los vehículos eléctricos.
Los científicos, cuyo laboratorio está en la ciudad de Urbana-Champaign, crearon una microbatería que tiene un mayor poder, un menor tamaño y una capacidad de recarga hasta 1.000 veces más rápida que las opciones actualmente existentes.
Los investigadores señalan la trascendencia que tiene esta innovación ya que el campo de investigación de baterías se ha quedado relativamente rezagado ante el frenético ritmo de avance del mercado de los teléfonos inteligentes y otros artefactos eléctricos.
Esta nueva batería tiene apenas unos pocos milímetros de tamaño pero tiene tanta fuerza que si ya estuviera disponible en un celular, una persona podría usar su poder energético para encender el motor muerto de su automóvil y después recargar su celular apenas en segundos.
Sin embargo, todavía persisten dudas sobre la seguridad que pueda tener esta nueva pila.
Detalles sobre esta investigación han sido publidados por la revista Nature Communications.
¿Cómo funciona?
Toda batería funciona con dos componentes que provocan reacciones químicas y son llamados electrodos.
Hay dos tipos de electrodos, los ánodos y los cátodos. El ánodo es el electrodo que libera electrones como resultado de un proceso de oxidación.
El cátodo es el electrodo al otro lado de la batería al cual los electrones fluyen y son absorbidos. Hay un tercer elemento, el electrolito, que bloquea a los electrones para que no viajen libremente.
Cuando la batería de un aparato es conectada, los electrones fluyen a través de circuitos viajando de un electrodo a otro.
Los investigadores de la Universidad de Illinois encontraron una nueva forma de integrar el ánodo y el cátodo en una microescala.
“Los electrodos de la batería tienen pequeños dedos entrelazados que se tocan unos a otros”, le dijo a la BBC el jefe del proyecto de investigación, el profesor William King.
“Eso produce dos cosas. Nos permite que hagamos que la batería tenga un área de superficie muy alta a pesar de que su volumen es extremadamente pequeño”.
“Y esto hace que las dos mitades de la batería estén muy cerca, de manera que el flujo de los iones y los electrones es corto”.
“Como hemos reducido la distancia de flujo entre los iones y los electrones, ahora podemos generar energía mucho más rápido”.
La técnica de fabricación
Las células de esta nueva batería fueron fabricadas adaptando un proceso desarrollado por otro equipo de esta misma universidad.
Este proceso permite una recarga más rápida que la producida por el ion de litio (Li-on) y los equivalentes de níquel e hidruro metálico (NiMH).
Además, los científicos crearon un entramado de pequeñas esferas de poliestireno y posteriormente rellenaron su espacio interior y recubrieron la estructura con metal.
A continuación, las esferas fueron entonces disueltas para dejar un andamio de metal de tres dimensiones sobre el que se añadió una aleación de níquel y estaño para formar el ánodo. También añadieron oxihidróxido de manganeso para formar el cátodo.
Finalmente, este aparato fue pegado a una superficie de vidrio y se sumergió en un líquido caliente a 300C (572F).
“Hoy estamos haciendo pequeños números en este proceso de fabricación, pero mientras sea confiable y podamos repetirlo necesitamos ser capaces de hacer mayores cantidades en áreas mayores”, dijo el profesor King.
“Pero en principio la escala de nuestra tecnología se puede llevar a productos electrónicos y vehículos”.
“Usted podría reemplazar la batería de su carro con una de nuestras baterías y podría ser 10 veces más pequeña o 10 veces más poderosa. Es decir, usted podría impulsar un vehículo con la batería de su teléfono celular”.
Fuente:
BBC.co.uk
