Un accidente de laboratorio puede causar daños irreparables, pero en algunos casos es el inicio de grandes descubrimientos, este es uno de esos extraños casos. Un resultado inesperado ha llevado a un grupo de químicos a descubrir un sistema que podría generar baterías que duren hasta 400 veces más que las baterías de mejor desempeño en la actualidad.
Mientras que la nueva batería todavía tendría que ser recargada, la gran diferencia es que podría seguir trabajando de manera eficiente a más de 200.000 ciclos de carga – que es más o menos una vida de uso cuando se trata de dispositivos tales como teléfonos, computadoras, automóviles, e incluso naves espaciales. Y es mucho más largo que el lifespand de las baterías de litio de hoy en día.
Una parte del accidente mencionado es que los científicos aún no logran comprender como funciona el sistema.
«Nosotros iniciamos el ciclo de los dispositivos, y entonces nos dimos cuenta de que no iban a ‘morir’», declaró el investigador principal, Reginald Penner, de la Universidad de California, Irvine, para la revista Popular Science. «Aún no entendemos el mecanismo de eso todavía.»
En vez de litio, las nuevas baterías almacenan electricidad en los nanocables de oro. El objetivo original del experimento era simplemente hacer una batería de estado sólido que utilice un gel electrolito en lugar de un líquido para mantener su carga – las baterías de litio contienen líquido, lo que los hace extremadamente inflamables y también sensibles a la temperatura.
Pero cuando empezaron a experimentar con los nanocables de oro suspendidos en este gel electrolito, se encontraron con que el sistema era increíblemente resistente. De hecho, era mucho más resistente que cualquier otro sistema de baterías.
Los nanocables de oro son miles de veces más delgados que un cabello humano, y el equipo no es el primero en utilizarlos para almacenar electricidad. Aunque existían en el pasado, estos sistemas eran frágiles y propensos a la fisuración.
La adición del gel electrolito por la candidata a PhD Mya Le Thai parece haber hecho toda la diferencia, así como el revestimiento de los nanocables de óxido de manganeso.
«Mya estaba jugando, y recubrió todo esto con una capa muy delgada de gel y así empezó el ciclo», dijo Penner. «Ella descubrió que sólo mediante el uso de este gel, se pudieron realizar ciclos en cientos de miles de veces sin perder capacidad.»
Mya Le Thai, artífice del gran descubrimiento.
«Eso fue una locura», agregó, «porque estas cosas suelen morir de una forma dramática después de 5.000 o 6.000 o 7.000 ciclos a la mayoría.»
Con las baterías normales, después de unos pocos cientos de ciclos de carga, por lo general sólo contienen una pequeña cantidad de carga – cualquier persona que tiene un ordenador portátil o teléfono es muy consciente de ello.
Sin embargo, las pruebas mostraron que el nuevo sistema podría soportar 200.000 ciclos de carga más de tres meses y sólo perderá un 5 por ciento de su capacidad.
El equipo hace hincapié en que el sistema que han construido no es una batería aún, de modo que queda claro que no hay garantía de que esta eficiencia se mantendrá cuando sea aplicada a un dispositivo, como teléfonos u ordenadores portátiles.
La otra mala noticia es que las baterías que usan oro van a ser costosas, no importa lo pequeños que sean los nanocables de oro, por lo que el equipo está ahora experimentando con el níquel en su lugar, para ver si pueden lograr resultados similares.
Igualmente aún falta deducir por qué el sistema funciona tan bien. Una vez que logre averiguarse, esto va a ayudar al equipo a modificar el sistema de baterías para que sea más práctico y asequible para aplicaciones del mundo real.
La investigación ha sido publicada en Energy Letters.
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