Tecnología
Una batería que se recarga en 10 segundos

Una de las áreas en las que la técnica va muy por detrás de los deseos y aspiraciones de los usuarios es la de las baterías, pues a pesar de los avances que ha habido seguimos encontrándonos con que estas tienen tiempos muy largos de carga, su carga dura poco, son pesadas y su vida útil es breve. Sin embargo, un trabajo recién publicado habla de un material que podría revolucionar el funcionamiento de estas, permitiendo recargarlas en segundos: Lithium batteries charge ahead.
El invento fue desarrollado por dos especialistas del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y sería comercializado dentro de dos años.
Un equipo de científicos ha diseñado una batería de litio capaz de almacenar una mayor cantidad de energía que las existentes, y que puede recargarse en apenas diez segundos, un invento que podría revolucionar el mundo de la telefonía celular.
Según publica la revista “Nature”, la nueva batería podría comenzar a comercializarse en dos años, según las estimaciones de los dos investigadores responsables del proyecto.
El invento ha sido desarrollado por Byoungwoo Kang y Gerbrand Ceder, dos científicos del MIT, que se propusieron mejorar el rendimiento ofrecido por las baterías en la actualidad mediante un nuevo diseño de los canales encargados de transportar la energía de un lado a otro de la pila.
Las baterías de litio ofrecen hoy en día un buen rendimiento energético, pero su punto débil es su bajo nivel de potencia en determinados momentos en los que, por cualquier motivo, se necesita una aportación extra.

El invento ha sido desarrollado por Byoungwoo Kang y Gerbrand Ceder, dos científicos del MIT, que se propusieron mejorar el rendimiento ofrecido por las baterías en la actualidad mediante un nuevo diseño de los canales encargados de transportar la energía de un lado a otro de la pila.


Tradicionalmente se ha asociado este hecho a la lentitud con la que circulan los iones y electrones del litio, el material más utilizado para hacer las baterías actuales.
Por ello, los investigadores centraron sus esfuerzos en conseguir aumentar la velocidad de desplazamiento de los iones, para lo que desarrollaron la teoría de lo que pasa es que esos iones no consiguen salir del cátodo a menos que coincida que vayan correctamente encaminados a alguno de los huecos por los que pueden pasar, lo que sólo sucede al azar, y de ahí que el proceso de carga sea más lento de lo que teóricamente podría ser.
Así que intentaron encontrar una forma de facilitarles el desplazamiento a los iones, lo que aparentemente han conseguido cubriendo el ánodo de una capa de cristal de fosfato de litio, un excelente conductor eléctrico.
En estas condiciones, han conseguido cargar una batería prototipo en menos de 20 segundos en lugar de los seis minutos que necesitaban en una con un cátodo no tratado, lo que representa una relación de 18 a 1 en cuanto a la velocidad de carga. Además, han podido comprobar que en 50 ciclos de carga y descarga la batería prácticamente no perdía capacidad de almacenamiento.
Una ventaja adicional al utilizar fosfato de hierro-litio es que las baterías no se calientan como las que están actualmente en el mercado, evitando así situaciones de peligro.
Según Ceder, esto permitiría cargar una pequeña batería similar a la que se usa en los teléfonos móviles en apenas 10 o 20 segundos, lo que “podría tener muchísimas aplicaciones prácticas y podría llegar a cambiar nuestro estilo de vida”.
Kang y Ceder utilizaron como base el compuesto LiFePO4, usado frecuentemente en la fabricación de baterías, y lo cubrieron con una mezcla de hierro, fósforo y oxígeno que tras ser calentado permite que los iones se desplacen con rapidez.

Kang y Ceder utilizaron como base el compuesto LiFePO4, usado frecuentemente en la fabricación de baterías, y lo cubrieron con una mezcla de hierro, fósforo y oxígeno que tras ser calentado permite que los iones se desplacen con rapidez.


Las baterías LiFePO4

Un nuevo tipo de baterías llamadas LiFePO4 reemplazará a las baterías que se utilizan en vehículos eléctricos, motocicletas, inversores, y todo tipo de aplicaciones en donde por lo general se utilizan baterías de gran tamaño.
Estas baterías serán utilizadas por la empresa automotriz GM (General Motors) cuando saque al mercado su esperado vehículo eléctrico "Volt".
Las ventajas de este tipo de baterías, cuyo nombre significa Lithium Iron Phosphate, son muchísimas, pero entre ellas:

- Durante toda la vida de la batería, no hay que darle mantenimiento.
- Mantienen todo su poder hasta el mismo momento de la descarga. Las baterías tradicionales por lo general fluctúan según se les agota su energía. Este tipo de baterías mantiene en el 100% de los casos todo su poder hasta el final de la carga.
- Son bastante seguras, ya que no explotan ni se incendian con sobrecargas.
- Entre 2000 y 3000 ciclos de carga durante sus 6 a 7 años de vida útil.
- Contienen el doble de la capacidad de energía que baterías de plomo-acido del mismo tamaño.
- Pueden dejarse a medio cargar por largos períodos de tiempo sin que se deteriore la batería.
- Cuando se dejan sin uso, se descargan muy lentamente, por lo que se pueden volver a utilizar inmediatamente sin tener que recargarlas luego de largos periodos sin utilización.
- Funcionan hasta a 60 grados Celsius (140 grados Fahrenheit) sin disminuir su rendimiento.
- Se pueden instalar en cualquier posición (de frente, de lado, boca abajo, etc).
- No contiene metales tóxicos.
- Las vibraciones no le afectan, y por tanto no son frágiles como las baterías tradicionales.
- En tan solo 15 minutos se pueden recargar al 90% de su poder.


Densidad de energía en (Wh/kg) de diferentes tipos de baterías.

 



Fuentes: EFE – Forbes – www.eliax.com – Microsiervos



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