Revolución Energética: Batería Eléctrica


Tue, 14/02/2017 – 09:56

Un grupo de investigadores ha diseñado un prototipo de pila de flujo, es decir, recargable, de larga duración que permitiría, en un futuro alargar la autonomía de los «smartphones»

Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard han diseñado un prototipo de batería de flujo, es decir, recargable, capaz de aguantar diez años, que no es tóxica ni corrosiva. Sin duda, una gran avance que permitiría, en un futuro, alargar la autonomía, por ejemplo, de los «smartphones».

El carbón, el petróleo y el gas son, en la actualidad, los combustibles fósiles con los que se generan principalmente energía. Y, además, son recursos no renovables. Sin embargo, esta nueva batería genera energía limpia gracias a una combinación de moléculas orgánicas disueltas en agua con pH neutro. «Esta nueva química permite una batería no tóxica ni corrosiva, con una vida útil excepcionalmente larga que, además, permite disminuir significativamente los costes de producción», indican los expertos.

La clave de esta batería está en la base de agua. Es decir, los científicos modificaron las estructuras de las moléculas utilizadas en las soluciones, haciéndolas solubles en agua. Así, el equipo de Harvard fue capaz de diseñar una batería que pierde sólo un 1% de su capacidad por cada 1000 ciclos.

«Las baterías de iones de litio (las que se actualizan en la actualidad) ni siquiera sobreviven a 1.000 ciclos completos de carga/descarga», recuerda Michael Aziz, uno de los investigadores. Cualquier dispositivo, que utiliza baterías de litio, con el tiempo presenta problemas tras muchos ciclos de carga y descarga: la pila es cada vez menos duradera y hay que estar continuamente cargándola. «Debido a que pudimos disolver los electrolitos en agua con pH neutro, esta es una batería de larga duración que podrías poner en tu sótano», señala, por su parte, Roy Gordon, otro de los investigadores, ya que no supone peligro alguno.

«Este trabajo sobre los electrolitos orgánicos solubles acuosos es de gran importancia al señalar el camino hacia futuras baterías con una vida de ciclo enormemente mejorada y un coste considerablemente menor», ha declarado Imre Gyuk, Director de Investigación de Almacenamiento de Energía en la Oficina de Electricidad del DOE. «Espero que las baterías de flujo de larga duración sean estándar como parte de la infraestructura de la red eléctrica».

El objetivo del DOE es construir una batería capaz de almacenar energía por menos de 100 dólares por kilovatio hora, consiguiendo así que el viento y la energía solar almacenados fueran competitivos con la energía producida por las centrales eléctricas tradicionales.

http://www.abc.es/tecnologia/informatica/soluciones/abci-bateria-capaz-durar-decada-201702132157_noticia.html?ns_campaign=rrss&ns_mchannel=abc-es&ns_source=fb&ns_linkname=cm-general&ns_fee=0

Cómo crearon por accidente una batería que dura toda una vida

RedacciónBBC Mundo

28 abril 2016

La estudiante de doctorado Mya Le Thai estaba «jugueteando» con los nanocables cuando decidió colocarles una capa de gel.

Crear una batería que dure toda una vida parecía difícil de lograr, aunque un grupo de investigadores estadounidenses lo consiguió.

Lo que más llama la atención es que todo fue fruto de un accidente.

Científicos de la Universidad de California, en Irvine, Estados Unidos, estaba buscando una forma de sustituir el litio líquido de las baterías por una opción más sólida y segura (las baterías de litio son extremadamente combustibles y muy sensibles a la temperatura) cuando dieron con esta batería 400 veces más eficiente que las actuales.

Por qué son peligrosas las baterías de litio en los aviones

Empezaron a experimentar con nanocables de oro recubiertos con un gel de electrolitos y descubrieron que eran increíblemente resistentes. La batería podía seguir trabajando de forma efectiva durante más de 200.000 ciclos de carga.

Durante mucho tiempo, los científicos han experimentado con nanocables para baterías.

Esto se debe a que son miles de veces más delgados que el cabello humano, altamente conductores y cuentan con una superficie amplia para el almacenamiento y transferencia de electrones

Hoy en día, la mayoría de nuestros dispositivos inteligentes cuentan con baterías de litio líquido.

El problema estaba en que estos filamentos son extremadamente frágiles y hasta ahora no aguantaban la presión de carga y descarga.

Pero un día la estudiante de doctorado Mya Le Thai decidió colocar en estos delicados hilos una capa de gel.

«Mya estaba jugueteando y lo cubrió todo con una un fina capa de gel antes de empezar el ciclo», explicó Reginald Penner, consejero de departamento de química la Universidad de California en Irvine.

«Descubrió que tan solo usando este gel (de electrolitos) podía someterlos a ciclos (de carga y descarga) cientos de miles de veces sin que perdiera su capacidades».

Y lo hizo durante tres meses.

El problema del oro

«Esto es increíble porque estas cosas típicamente mueren dramáticamente tras 5.000 o 6.000 ciclos, 7.000 como mucho», agregó

Penner le contó a la revista Popular Science que cuando empezaron a probar los dispositivos, se dieron cuenta que no iban a morir.

Los expertos piensan que la efectividad de la batería de Irvine se debe a que la sustancia viscosa plastifica el óxido metálico en la batería y le da flexibilidad, lo que evita el agrietamiento.

«El electrodo revestido mantiene su forma mucho mejor, lo que lo hace una opción más fiable», explicó Thai.

La batería de Irvine es 400 veces más eficiente que una de litio.

«Esta investigación prueba que las baterías con nano cables de oro pueden tener una vida larga y que son una realidad», agregó.

Según el estudio, tras someter la batería a 200.000 ciclos, esta solo perdió el 5% de su carga.

Sin embargo, todavía queda un camino largo por recorrer antes de empezar a ver estas baterías en nuestros celulares.

Por muy delgados que sean estos filamentos, son de oro, lo que hace que las batería sean demasiado caras para fabricarse en masa.

Para solucionar este problema, Penner sugirió aPopular Science la posibilidad de remplazar el oro por un metal más común como el níquel.

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2016/04/160428_ciencia_bateria_infinita_gtg

Crean una batería de litio de estado sólido más duradera y sin riesgo de explosiones

Gracias al uso de un nuevo compuesto, el sulfuro de litio, la duración de carga y la vida útil de las baterías de los dispositivos electrónicos podrían experimentar un antes y un después

EUROPA PRESS – abc_tecnologia Madrid07/02/2017 15:33h – Actualizado: 07/02/2017 15:35h.Guardado en: Actualidad Soluciones

Un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un innovador sistema que podría revolucionar el mercado de las baterías de litio. Gracias al uso de un nuevo compuesto, el sulfuro de litio, la duración de carga y la vida útil de las baterías de los dispositivos electrónicos podrían experimentar un antes y un después.

El grupo de investigadores, dirigido por Frank McGrogan y Tushar Swamy, ha publicado los resultados de su investigación en la revista «Advanced Energy Materials». El estudio aspira a mejorar las baterías, uno de los elementos que más preocupan a los usuarios de »gadgets» desde «smartphones» a coches inteligentes, tanto por la duración de las cargas como por su vida útil o incluso el riesgo de incendio, que ya probó el caso del Samsung Galaxy Note 7.

La gran innovación que presenta el estudio del MIT con respecto a las baterías de ion de litio utilizadas actualmente se centra en el uso de un elemento sólido para conducir la electricidad: el sulfuro de litio. Hoy en día, las baterías de litio incluyen un líquido o gel electrólito, necesario para el funcionamiento de la batería pero que acaba desembocando en la degradación de la misma. Además, al tratarse de un líquido inflamable, es el responsable de que a veces se produzcan cortocircutos dentro de la batería o que ésta se incendie o, incluso, explote.

Las baterías de estado sólido del MIT podrían porporcionar un gran número de beneficios con respecto a las actuales, según las conclusiones del estudio. Además de eliminar el riesgo de explosiones, este nuevo sistema permitiría proporcionar una capacidad de almacenamiento de energía mayor y una vida útil mayor de la batería.

El descubrimiento de los científicos del MIT sigue la línea de otra investigación realizada en la Universidad de Stanford en el año 2010 que empleaba también el sulfuro de litio en las baterías. A pesar de la innovación, el estudio de Stanford presentaba un problema: que la duración de la batería alcanzaba tan sólo 40 o 50 ciclos de carga frente a los 300 o 400 de las del mercado.

La batería sólida del MIT ha solucionado el problema de durabilidad que tenían las del estudio de Stanford, pero sigue presentando un notable inconveniente: es muy frágil. Ante el estrés del uso, la batería puede «romperse como un cristal», según palabras de los propios investigadores. «En las baterías sólidas, la degradación mecánica probablemente regulará la estabilidad y la durabilidad», ha declarado a la web del MIT el experto de la Universidad de Michigan Jeff Sakamoto.

Pese a todo, el avance podría acabar aplicándose en los dispositivos siempre que se proteja la batería de forma suficiente. «Es necesario diseñar en torno a ese conocimiento», ha afirmado Frank McGrogan, autor del estudio, a la web del MIT.

http://www.abc.es/tecnologia/informatica/soluciones/abci-crean-bateria-litio-estado-solido-mas-duradera-y-sin-riesgo-explosiones-201702071533_noticia.html

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