Batería inventada por accidente tiene la capacidad de durar 400 años

Investigadores inventan accidentalmente una batería que dura para siempre

Los accidentes que ocurren en los laboratorios no son algo bueno. Pero, ¿qué pasaría si ese accidente produce un resultado inesperado que lleva a los investigadores a un sistema que podría hacer que las baterías duren hasta 400 veces más que las baterías de mejor rendimiento hoy en día?

Investigadores de la Universidad de California, Irvine, han creado accidentalmente una batería que puede durar hasta 200,000 ciclos de recarga y puede durar hasta 400 veces más. Este descubrimiento podría acercarnos a baterías que se pueden cargar miles de veces, sin necesidad de ningún reemplazo.

La idea original de la investigación era crear una batería de estado sólido reemplazando el líquido común en las baterías de litio con un gel electrolito mucho más espeso, según su estudio publicado en la revista ACS Energy Letters. También sustituyeron el litio en las baterías por nanohilos de oro para el almacenamiento eléctrico.

“Comenzamos a ciclar los dispositivos y luego nos dimos cuenta de que no se iban a morir”, dijo Reginald Penner, uno de los autores principales del artículo. “No entendemos aún el mecanismo de eso.”

La tecnología de batería de Irvine utiliza un nanohilo de oro, no más grueso que una bacteria, recubierto de óxido de manganeso y luego protegido por una capa de gel electrolito. El gel interactúa con el recubrimiento de óxido metálico para evitar la corrosión. Cuanto más largo es el hilo, más área de superficie tiene y más carga puede contener.

“[El gel] hace más que solo mantener el hilo unido. De hecho, parece hacer que el óxido metálico sea más suave y más resistente a fracturas. Aumenta la tenacidad a la fractura de este óxido metálico que está haciendo el almacenamiento de carga”, dijo Penner.

La nanobatería de UCI fue probada en condiciones de prueba durante un período de tres meses, produciendo una “eficiencia coulómbica promedio del 94-96%”, según los investigadores. No se registró pérdida de capacidad o potencia y fractura de ningún nanohilo durante la prueba.

La candidata a doctora de UCI, Mya Le Thai, fue quien hizo realidad la invención accidental cuando recubrió un conjunto de nanohilos de oro con dióxido de manganeso, luego aplicó un gel electrolito “similar al plexiglás”. Estos nanohilos generalmente se degradan después de un uso limitado, ya que su fragilidad hace que se agrieten durante las cargas de carga y descarga. Sin embargo, cuando los investigadores de UCI probaron las versiones de Mya, encontraron que estaban casi completamente intactas y listas para un uso posterior.

“Mya estaba experimentando y recubrió todo esto con una capa de gel muy delgada y comenzó a ciclarlo”, dijo Penner. “Descubrió que solo al usar este gel, podía ciclarlo cientos de miles de veces sin perder ninguna capacidad.”

“Eso fue una locura, porque estas cosas típicamente mueren de manera dramática después de 5,000 o 6,000 o 7,000 ciclos como máximo”, dijo.

Los investigadores sospechan que el gel hizo que el óxido metálico en la batería se plasticizara, proporcionando a sus nanohilos una nueva flexibilidad y longevidad a la batería.

“El electrodo recubierto mantiene su forma mucho mejor, lo que lo convierte en una opción más confiable”, dijo Thai. “Esta investigación demuestra que un electrodo de batería basado en nanohilos puede tener una larga vida útil y que podemos hacer que este tipo de baterías sean una realidad.”

Si la nueva tecnología se aplica a la electrónica de consumo actual, puede crear una batería que dure 400 veces más que las baterías de litio comunes. Pero, la nanobatería de UCI aún está en su etapa de desarrollo, y aún pasará mucho tiempo antes de que esté disponible comercialmente. Sin embargo, una vez que esté disponible, podría hacer una gran diferencia para computadoras, teléfonos inteligentes y electrodomésticos en el mercado en términos de proporcionar energía a los dispositivos.

El estudio se llevó a cabo en coordinación con el Centro de Investigación de Frontera de Almacenamiento de Energía Eléctrica de Nanostructuras en la Universidad de Maryland, con financiamiento de la división de Ciencias de la Energía Básica del Departamento de Energía de EE. UU.

Fuente: noticias de UCI