Los investigadores han descubierto, por accidente, la forma de producir baterías que duran 600 veces más que las que se encuentran actualmente en nuestros celulares, teléfonos inteligentes y tabletas de primera línea

El azar a veces hace bien las cosas. Desde la invención del horno microondas hasta la del Kevlar, pasando por la impresora de inyección de tinta, los grandes inventos nacen a veces del «error» humano. Como el revolucionario e inesperado descubrimiento que acaba de hacer un equipo de investigadores estadounidenses de la Universidad de California, Irvine (Estados Unidos).

Investigadores de la Universidad de California en Irvine han inventado un material de batería basado en nanocables que se puede recargar cientos de miles de veces, acercándonos a una batería que nunca necesitaría ser reemplazada. El trabajo innovador podría dar lugar a baterías comerciales con una vida útil muy prolongada para computadoras, teléfonos inteligentes, electrodomésticos, automóviles y naves espaciales.

Los científicos han buscado durante mucho tiempo utilizar nanocables en las baterías. Miles de veces más delgados que un cabello humano, son altamente conductores y cuentan con una gran área de superficie para el almacenamiento y transferencia de electrones. Sin embargo, estos filamentos son extremadamente frágiles y no resisten bien las descargas y recargas repetidas o los ciclos. En una batería típica de iones de litio, se expanden y se vuelven quebradizas, lo que provoca grietas.

Los investigadores de la UCI han resuelto este problema recubriendo un nanocable de oro con una capa de dióxido de manganeso y envolviendo el ensamblaje en un electrolito hecho de un gel similar al plexiglás.

La combinación es confiable y resistente a fallas

La líder del estudio, la candidata a doctorado de la UCI Mya Le Thai, cicló el electrodo de prueba hasta 200 000 veces durante tres meses sin detectar ninguna pérdida de capacidad o potencia y sin fracturar ningún nanocable.
El trabajo duro combinado con la casualidad valió la pena en este caso, según el autor principal Reginald Penner.

“Mya estaba jugando y cubrió todo esto con una capa de gel muy delgada y comenzó a hacer ciclos”, dijo Penner, presidente del departamento de química de UCI. “Descubrió que, con solo usar este gel, podía 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».

Los investigadores creen que la sustancia pegajosa plastifica el óxido de metal de la batería y le da flexibilidad, evitando que se agriete.

“El electrodo revestido 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 nanocables puede tener una larga vida útil y que podemos hacer realidad este tipo de baterías”.

El estudio se realizó en coordinación con el Centro de Investigación de Fronteras de Energía de Almacenamiento de Energía Eléctrica de Nanoestructuras de la Universidad de Maryland, con fondos de la división de Ciencias Básicas de Energía del Departamento de Energía de EE. UU.

Nanocables de oro para reemplazar el litio

Al reemplazar el litio con estos nanocables de oro, los científicos lograron desarrollar una batería de estado sólido, cuál era el objetivo inicial de su investigación. El problema es que estos también son extremadamente frágiles y, por lo tanto, se deterioran bastante rápido. Un obstáculo que los investigadores finalmente pudieron superar gracias a… un simple error de manipulación.

Uno de los científicos que trabajaban en el proyecto había manipulado estos cables microscópicos después de una operación de electrólisis. Sin saberlo, había depositado gel de plexiglás en los famosos nanocables de oro. Una vez cubiertos por este denier, los nanocables de oro eran mucho más resistentes que originalmente.

Un error humano en el origen del descubrimiento

Para validar su descubrimiento, el equipo de investigación instaló un nanocable de oro en una envoltura hecha de dióxido de manganeso y reemplazó el litio con un gel electrolítico. Después de meses de pruebas, los científicos han descubierto que este prototipo de batería es, de hecho, capaz de resistir cientos de miles de ciclos de carga y descarga. ¡Eureka! Lo cual, esperamos, aumente la vida útil de nuestros dispositivos móviles dentro de un par de años.

Fuente: bariloche2000.com