La mala duración de la batería es la queja número uno cuando se trata de teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, si las baterías fueran mejores, tendríamos que preocuparnos menos.
Ahora, una nueva tecnología promete precisamente eso. Investigadores de la Universidad de California, Irvine, han inventado una batería basada en nanocables que se puede recargar cientos de miles de veces, un salto significativo hacia una batería que no requiere reemplazo.
Los nanocables poseen varias características ideales para el almacenamiento y la transmisión de electricidad. Son altamente conductivos y miles de veces más delgados que un cabello humano, lo que significa que pueden organizarse para proporcionar una gran superficie para la transferencia de electrones. Desafortunadamente, los nanocables suelen ser muy frágiles y no funcionan bien después de cargar y descargar repetidamente.
Plataforma de detección de fallas y degradación.
(a) Diagrama esquemático que muestra las dimensiones críticas del nanocable Au@δ-MnO2 condensador investigado aquí. La capa de gel de PMMA, que consta de 20 (p/p) % de PMMA en LiClO4 1,0 M y PC, tiene un espesor de 180 μm.
(b) Imagen de bajo aumento de varios nanocables de Au@δ-MnO2 en la superficie del capacitor.
(c) Imagen SEM de gran aumento del nanocable de oro núcleo de los nanocables Au@δ-MnO2 con dimensiones laterales de 35 nm (h) × 240 nm (w).
(d) Imagen SEM de gran aumento de un Au@δ-MnO2 nanocable que muestra la morfología de la capa de δ-MnO2 electrodepositada con un espesor medio de 124 nm.1
(e) Fotografía del condensador que contiene 750 bucles de nanocables paralelos estampados en un portaobjetos de microscopio de vidrio.
Para solucionar este problema los investigadores recubrieron nanocables de oro con dióxido de manganeso y los cubrieron con un gel similar al plexiglás. Esta combinación mantiene intactas todas las propiedades de los nanocables y los hace resistentes a las fracturas.
Mya Le Thai, autora principal del estudio, ha cargado y descargado la batería hasta 200 000 veces sin romper los nanocables y sin pérdida de capacidad.
“Mya estaba jugando y decidió cubrir todo esto con una capa de gel muy delgada y comenzó a hacer ciclos, descubrió que con solo usar este gel, podría hacer ciclos cientos de miles de veces sin perder capacidad. Eso fue una locura”, agregó, “porque estas cosas generalmente mueren de manera dramática después de 5000 o 6000 o 7000 ciclos como máximo”.
Reginald Penner, autor y presidente del departamento de química de la UCInone
Los investigadores creen que la combinación del electrolito de gel PMMA (similar al plexiglás) y el óxido de magnesio da flexibilidad y estructura a los nanocables, evitando que se agrieten y extendiendo así su vida operativa.
“El electrodo revestido mantiene su forma mucho mejor, lo que lo convierte en una opción más confiable. Esta investigación demuestra que un electrodo de batería basado en nanocables puede tener una larga vida útil y que podemos hacer realidad este tipo de baterías”.
Mya Le Thai autora del estudionone