Todos, absolutamente todos los productos tecnológicos han avanzado a pasos agigantados en los últimos años, pero uno de sus componentes más esenciales sigue estancado: la batería. Tenemos celulares que pueden hacer mil cosas, computadores 10 veces más potentes y seguimos utilizando tecnología de los años 90 para alimentarlos. Por más de que equipos enormes de investigadores han intentado mejorar este elemento o han estado buscando alternativas, las dimensiones físicas y los límites de manufactura han relegado nuevos hallazgos a quedarse en los laboratorios.
Pero un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge podría haber diseñado una batería “lithium-air” que podría ser ser utilizada para la manufactura de equipos tecnológicos.
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Las baterías de “aire litio” (Li-air), se desarrollaron hace ya unos años. Fue el químico K.M. Abrahan quien desarrolló la primera versión en 1995. Pero nunca habían sido prácticas ya que utilizan el carbono como conductor del electrón en lugar del óxido de metal que se encuentran en las tradicionales pilas Li-ion. También generan electricidad desde la reacción química de las moléculas de oxígeno y las moléculas de litio, un proceso que lleva a que se produzca peróxido de litio resistente a la electricidad. Mientras el peróxido de litio se forma, la reacción que produce energía disminuye y eventualmente, cesa.
Pero los científicos de Cambridge descubrieron una solución. Crearon un electrolito basado en agua y un yoduro de litio que gracias a las capas de grafeno es ligero y poroso. El resultado es que el hidrógeno del agua se une al litio para producir hidróxido de litio en lugar de peróxido de litio. Los poros recogen los cristales y los vuelven inertes.
Esos cristales podrían ser problemáticos al querer recargar, pero es en ese momento cuando el yoduro de litio interviene. Mientras los electrones ingresan a la células los iones de yoduro se transforman en iones de triyoduro y se combinan con los cristales de hidróxido para liberar los poros. Este proceso requiere menos voltaje que que lo que necesitan las pilas de peróxido de litio.
Los resultados son impresionantes. El diseño de Cambridge es 90% más eficaz que las baterías de Li-ion convencionales y tienen capacidad para 2000 ciclos de recarga (mientras que las pilas de Li-ion solo aguantan unos cientos). “Lo que hemos conseguido es un gran avance en esta tecnología y abre nuevos campos de investigación”, afirma Clare Grey, la autora senior del estudio en un comunicado. “No hemos resulto todos los problemas inherentes a este ciclo químico, pero nuestros resultados muestran rutas nuevas para lograr que este sea un aparato práctico.
El problema es la comercialización. La batería depende de oxígeno puro y tiene un alarmante riesgo de explotar durante el proceso de carga. Por ello, el equipo considera que se requiere por lo menos una década más de investigación para desarrollar un equipo seguro. Vale la pena contextualizar: triplicar la capacidad de las baterías de Li-ion tomó veinte años. El equipo de Cambridge promete tener grandes avances en la mitad de ese tiempo. Y es solo el comienzo.
“A pesar de que hay muchos estudios fundamentales que aún deben hacerse, los resultados son tremendamente emocionantes, ya que mostramos que hay soluciones a uno de los principales problemas asociados a este tecnología”, afirma Grey.
