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A la búsqueda de baterías más potentes, más pequeñas y más baratas


Zinc Air Prismatic de Energizer

Mientras la electricidad sin cables sea la asignatura pendiente de la tecnología moderna seguiremos dependiendo de las baterías para poder hacer funcionar ingenios eléctricos más allá del enchufe.

El problema es que, en lo que a baterías se refiere, tampoco está la cosa muy allá, y todavía hoy tenemos dos grandes problemas técnicos: su capacidad para almacenar electricidad y la (escasa) velocidad a la que se cargan. Ambos aspectos no han experimentado mejoras revolucionarias en los últimos años y las actuales baterías poco menos que mantienen el tipo ante las exigencias actuales.

El tamaño y peso es también un episodio importante aún lejos de considerarse resuelto. Tanto es así que en un coche eléctrico las baterías son el elemento proporcionalmente más pesado, suponiendo una masa y volumen mayores que el que supone un motor de combustión grande.

El espacio que ocupan es tal que fabricantes de coches como Volvo se plantean que sus coches eléctricos utilicen ciertas partes de la carrocería –como techo, capó y puertas– para almacenar electricidad. Fabricadas con polímeros especialmente desarrollados, maleables y más ligeros, estas baterías resolverían tanto el problema del peso al menos en parte y sobre todo el del espacio en tanto no ocuparían sitio en el habitáculo.

Avances pequeños pero continuos

Actualmente dispositivos tales como móviles tienden a tener menos autonomía ahora en relación o en proporción a modelos antiguos al evolucionar éstos más rápidamente que la tecnología de almacenamiento de energía. Aún es necesario desarrollar baterías más ligeras y capaces. Y también baterías más baratas.

Es cierto que ha habido ciertas mejoras en los últimos años -las 10 horas de batería del iPad son un ejemplo– pero aún la mayorías de los avances están confinados en el laboratorio.

Otro desarrollos son funcionales, como las baterías de zinc-aire y las variantes de zinc-aire recargables; también están las baterías de polímeros de alta densidad.

Dos ventajas de este tipo de baterías son precisamente su mayor duración y menor tamaño y peso, utilizando el aire para producir la oxidación del metal, proceso que produce una corriente eléctrica.


Ultracondensador híbrido de Ioxus.

Otras investigaciones pasan por planteamientos diferentes como unificar en un dispositivos la capacidad de almacenamiento de las baterías con la velocidad de carga de los condensadores eléctricos, los llamados ultracondensadores híbridos y las baterías flexibles de alta capacidad que no incorporan ni polímeros orgánicos ni líquidos en su construcción.

Pilas que no son pilas

Líquidos es lo que utilizan para funcionar las células o pilas de combustibles. No son pilas como tales en el sentido que no almacenan la electricidad, sino que más bien la producen sobre la marcha, a demanda.

Para ello es necesario alimentarlas con un combustible líquido como hidrógeno o metanol, un tipo de alcohol. La reacción química que se se lleva a cabo en el interior de la célula de combustible es la que produce la corriente eléctrica. En principio la pila de combutible seguirá produciendo electricidad mientras se mantenga el suministro del combustible.


Dynario, pila de combustible de Toshiba que funcionaba con metanol.

Como ejemplo de su uso, el Honda FCX Clarity es un vehículo eléctrico que funciona con pila de combustible de hidrógeno. La electricidad necesaria para hacer mover el motor eléctrico procede de la reacción química que se produce al mezclar el combustible hidrógeno con el oxígeno del aire. No hay por tanto emisiones contaminantes al no haber combustión.

Sin embargo la obtención de hidrógeno sigue siendo costosa en lo que a consumo energético se refiere. En el extremo opuesto también existen pilas de combustible portátiles que al funcionar con metano resultas más económicas.

Nanotecnología al rescate. Y hasta virus

En lo que a mejorar el rendimiento y funcionamiento de las baterías la nanotecnología, la tecnología que se desarrolla a a escala por debajo de una milésima de milímetro. Aplicando la nanotecnología en el desarrollo de nuevo electrodos los investigadores han logrado multiplicar por varios enteros la capacidad de una batería convencional de iones de litio.

Aunque en este caso sí que aún se trata de desarrollos de laboratorio los nanotubos de carbono se han mostrado muy eficientes en el almacenamiento de la carga eléctrica. Su menor tamaño, de una milmillonésima parte de un metro, permite baterías de menor volumen y mayor densidad, con más capacidad de almacenamiento.

Además, en el Instituto Tecnológico de Massachussets, trata de cultivar baterías a partir de virus, también con ayuda de la nanotecnología y la manipulación genética para lograr que el “virus denominado bacteriófago M13 [...] se autoensamble en forma de minúsculos cables. Unos, de óxido de cobalto y oro, formarán el polo negativo; otros, de fosfato de hierro cubierto por nanotubos de carbono, el positivo” de modo que formen el que sería el electrodo de la batería.

En teoría, aunque lejos de poder aplicarse de forma práctica, esta tecnología permitiría baterías más densas y por tanto más capaces, las cuales ademas se podrían hacer crecer con el tamaño y la forma deseadas.

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Valora en Bitacoras.com: Zinc Air Prismatic de Energizer Mientras la electricidad sin cables sea la asignatura pendiente de la tecnología moderna seguiremos dependiendo de las baterías para poder hacer funcionar ingenios eléctricos más allá del enchu…..

Trackback Bitacoras.com | abril 26, 2011 | 8:41 am

[...] A la búsqueda de baterías más potentes, más pequeñas y más baratas: I+D+i aplicada a las baterías en general y a las baterías del coche eléctrico en particular. El artículo apunta líneas de investigación que pueden llegar al mundo real en los próximos años. [...]

Pingback Coches eléctricos » Noticias sobre el coche eléctrico | septiembre 3, 2011 | 5:13 pm

[...] se producen pequeños pero constantes avances en esto de las baterías, la realidad es que de momento la mayor parte de ellos se quedan en el laboratorio (o incluso en el limbo) y resultan prácticamente inapreciables de forma práctica en la vida [...]

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