Científicos diseñan batería de aluminio que carga el móvil en un minuto

Una batería que puede cargar un celular por completo en un minuto. Una batería que tiene una vida útil casi ocho veces mayor que los modelos que hoy alimentan buena parte de la vida moderna en teléfonos celulares, tabletas, computadores portátiles e incluso automóviles que combinan la electricidad con los combustibles fósiles. Una batería que podría reemplazar las clásicas pilas alcalinas AA y AAA.

La fabricación y el diseño de mejores baterías (más livianas, potentes, baratas, menos contaminantes) es quizá una de las fronteras más exploradas y elusivas en el amplio mundo de la tecnología. En últimas, la posibilidad de propulsar las posibilidades técnicas de hoy hacia el futuro es un asunto que está ligado ineludiblemente a un consumo más inteligente de la energía.

Un equipo de la Universidad de Stanford anunció ayer que logró fabricar una batería de aluminio que podría eventualmente entrar a reemplazar a la clásica aleación de ion de litio, que hoy está presente en casi cualquier aspecto de la vida digital de millones de usuarios. Los resultados de la investigación fueron publicados en la versión en línea de la revista Nature y en ella los investigadores aseguran que su prototipo es, entre otras cosas, más seguro, pues incluso se puede taladrar a través de la batería en funcionamiento sin riesgo de explosión o fuego. Además de esto, fabricar una batería de aluminio puede resultar más barato que una de ion de litio, gracias al menor costo del primer metal.

El aluminio es un metal con el cual ya se ha experimentado para hacer baterías, gracias a su potencial para retener carga, pero que había resultado particularmente pobre en vida útil: estudios anteriores sólo habían logrado dispositivos con un promedio de 100 ciclos de carga.

En promedio, una batería de ion de litio tiene una expectativa de vida de 1.000 ciclos de carga, mientras que el dispositivo creado por el equipo de Stanford lograría llegar hasta los 7.500. La mejora en la durabilidad de la batería, según explicó en Nature Hongjie Dai, profesor de química de esta universidad y líder del equipo investigador, se logró gracias a un descubrimiento accidental que les permitió a los desarrolladores utilizar una variedad de grafito para el cátodo de la batería, una combinación que no había sido intentada y que, a la larga, mejoró drásticamente la vida útil de la batería.

La batería de aluminio también es físicamente más flexible que la de ion de litio, por lo que podría ser incorporada en dispositivos para llevar puestos, conocidos como wearables, una categoría que incluye una amplia gama de objetos entre relojes, camisetas, chaquetas… Otro de sus potenciales usos, gracias a su larga vida útil y rapidez de carga, puede ser como parte de una red de energía local en la que funcionaría almacenando energía proveniente de fuentes renovables, como granjas solares o eólicas.

Pero no todo son buenas noticias, o al menos no hasta el momento. El equipo de Stanford aún no ha logrado que la batería de aluminio tenga el mismo voltaje de una de ion de litio, ni su densidad de energía. Ambas deficiencias, si bien pueden ser momentáneas, significan que un celular con esta batería de aluminio no duraría tanto tiempo cargado, por ejemplo; el dispositivo de la universidad tiene poco menos de la mitad del voltaje presente en uno de ion de litio.
“Mejorar el material del cátodo podría incrementar el voltaje y la densidad de energía. En los demás aspectos, nuestra batería tiene todo lo que uno podría soñar: electrodos de bajo precio, buena seguridad, carga de alta velocidad, flexibilidad y larga vida útil”, en palabras del profesor Dai.

Aun con estas limitaciones, la batería probada por el equipo del profesor Dai ofrece ser una alternativa pronta para reemplazar las pilas alcalinas, muy comunes en controles remotos, radios de mano, relojes despertadores. Típicamente, las baterías AA y AAA generan 1,5 voltios, mientras que el prototipo de aluminio puede entregar hasta dos voltios.

Una batería que puede cargar un celular por completo en un minuto. Una batería que tiene una vida útil casi ocho veces mayor que los modelos que hoy alimentan buena parte de la vida moderna en teléfonos celulares, tabletas, computadores portátiles e incluso automóviles que combinan la electricidad con los combustibles fósiles. Una batería que podría reemplazar las clásicas pilas alcalinas AA y AAA.

La fabricación y el diseño de mejores baterías (más livianas, potentes, baratas, menos contaminantes) es quizá una de las fronteras más exploradas y elusivas en el amplio mundo de la tecnología. En últimas, la posibilidad de propulsar las posibilidades técnicas de hoy hacia el futuro es un asunto que está ligado ineludiblemente a un consumo más inteligente de la energía.

Un equipo de la Universidad de Stanford anunció ayer que logró fabricar una batería de aluminio que podría eventualmente entrar a reemplazar a la clásica aleación de ion de litio, que hoy está presente en casi cualquier aspecto de la vida digital de millones de usuarios. Los resultados de la investigación fueron publicados en la versión en línea de la revista Nature y en ella los investigadores aseguran que su prototipo es, entre otras cosas, más seguro, pues incluso se puede taladrar a través de la batería en funcionamiento sin riesgo de explosión o fuego. Además de esto, fabricar una batería de aluminio puede resultar más barato que una de ion de litio, gracias al menor costo del primer metal.

El aluminio es un metal con el cual ya se ha experimentado para hacer baterías, gracias a su potencial para retener carga, pero que había resultado particularmente pobre en vida útil: estudios anteriores sólo habían logrado dispositivos con un promedio de 100 ciclos de carga.

En promedio, una batería de ion de litio tiene una expectativa de vida de 1.000 ciclos de carga, mientras que el dispositivo creado por el equipo de Stanford lograría llegar hasta los 7.500. La mejora en la durabilidad de la batería, según explicó en Nature Hongjie Dai, profesor de química de esta universidad y líder del equipo investigador, se logró gracias a un descubrimiento accidental que les permitió a los desarrolladores utilizar una variedad de grafito para el cátodo de la batería, una combinación que no había sido intentada y que, a la larga, mejoró drásticamente la vida útil de la batería.

La batería de aluminio también es físicamente más flexible que la de ion de litio, por lo que podría ser incorporada en dispositivos para llevar puestos, conocidos como wearables, una categoría que incluye una amplia gama de objetos entre relojes, camisetas, chaquetas… Otro de sus potenciales usos, gracias a su larga vida útil y rapidez de carga, puede ser como parte de una red de energía local en la que funcionaría almacenando energía proveniente de fuentes renovables, como granjas solares o eólicas.

Pero no todo son buenas noticias, o al menos no hasta el momento. El equipo de Stanford aún no ha logrado que la batería de aluminio tenga el mismo voltaje de una de ion de litio, ni su densidad de energía. Ambas deficiencias, si bien pueden ser momentáneas, significan que un celular con esta batería de aluminio no duraría tanto tiempo cargado, por ejemplo; el dispositivo de la universidad tiene poco menos de la mitad del voltaje presente en uno de ion de litio.
“Mejorar el material del cátodo podría incrementar el voltaje y la densidad de energía. En los demás aspectos, nuestra batería tiene todo lo que uno podría soñar: electrodos de bajo precio, buena seguridad, carga de alta velocidad, flexibilidad y larga vida útil”, en palabras del profesor Dai.

Aun con estas limitaciones, la batería probada por el equipo del profesor Dai ofrece ser una alternativa pronta para reemplazar las pilas alcalinas, muy comunes en controles remotos, radios de mano, relojes despertadores. Típicamente, las baterías AA y AAA generan 1,5 voltios, mientras que el prototipo de aluminio puede entregar hasta dos voltios.