Cient¨ªficos de la Universidad de Stanford y de la Universidad Tsinghua de Pek¨ªn han conseguido desarrollar bater¨ªas de iones de litio con ¨¢nodos de silicio capaces de autorepararse las fracturas mec¨¢nicas que surgen en el material a causa de los ciclos de carga-descarga En los ¨²ltimos tiempos la tecnolog¨ªa ha avanzado mucho. Nadie lo puede cuestionar, como tampoco que a¨²n nos faltan grandes retos por superar. Uno de los m¨¢s acuciantes es lograr crear bater¨ªas que duren m¨¢s que las actuales ya que su baja duraci¨®n las han convertido en un lastre para el avance de, por ejemplo, los tel¨¦fonos inteligentes, port¨¢tiles y resto de dispositivos de llevar encima. El objetivo es ambicioso, y ahora un grupo de investigadores ha dado un nuevo paso que nos acerca m¨¢s a ¨¦l.
Varios grupos de cient¨ªficos viene trabajando desde hace años en bater¨ªas de m¨¢s duraci¨®n. Se han logrado avances, entre los m¨¢s importantes est¨¢ el de utilizar silicio en el ¨¢nodo de las bater¨ªas de iones de litio, gracias a lo que triplican su capacidad. Pero hay un problema: la vida ¨²til de este tipo de bater¨ªa de litio con ¨¢nodo de silicio es corta porque el proceso de carga y descarga provoca que el material se expanda y contraiga causando grietas en ¨¦l hasta que se vuelve tan agrietado que deja de poder almacenar electrones, momento en el que la bater¨ªa queda inservible.Con ese problema en mente cient¨ªficos de la Universidad de Stanford, junto a otros de la Universidad Tsinghua de Pek¨ªn, se pusieron manos a la obra y dieron con una soluci¨®n inspirada en la capacidad de ¡°auto-sanaci¨®n¡± de los organismos vivos.
En concreto lograron desarrollar un recubrimiento hecho de un pol¨ªmero especial para recubrir los ¨¢nodos de silicio de las bater¨ªas de iones de litio. En dicho pol¨ªmero los enlaces qu¨ªmicos entre ¨¢tomos son m¨¢s d¨¦biles de lo normal por lo que cuando aumenta el tamaño del silicio se rompen y cuando vuelve a contraerse se atraen de nuevo repar¨¢ndose en gran medida las fracturas mec¨¢nicas del material a las pocas horas.Los resultados han sido bastante buenos ya que han conseguido 100 ciclos de carga-descarga en bater¨ªas con silicio sin que perdieran su capacidad de almacenar energ¨ªa el¨¦ctrica, lo que significa que los ¨¢nodos de silicio recubiertos del pol¨ªmero aguantaron 10 veces m¨¢s que los convencionales. Sin embargo queda camino por recorrer. En palabras de Yi Cui, uno de los investigadores: ¡°Todav¨ªa estamos bastante lejos de la meta de 500 ciclos para tel¨¦fonos y 3.000 ciclos para veh¨ªculos el¨¦ctricos¡±.
Quiz¨¢ quede en otro avance cient¨ªfico-tecnol¨®gico de los que nunca llegan a salir del laboratorio, aunque en el propio estudio los investigadores destacan que sus bater¨ªas podr¨ªan llegar a ser viables comercialmente hablando. El tiempo dir¨¢.
La compañ¨ªa reconoce que varios centenares de tel¨¦fonos podr¨ªan estar afectados y anuncia que los reemplazar¨¢ por modelos nuevos.La mism¨ªsima Apple ha reconocido que un defecto de f¨¢brica en algunos tel¨¦fonos iPhone 5S ha recortado su autonom¨ªa, una de las bazas comerciales de este nuevo modelo, de cuya bater¨ªa la compañ¨ªa siempre ha afirmado que ten¨ªa mayor duraci¨®n que las de los anteriores.
¡°Hemos descubierto recientemente que un incidente de fabricaci¨®n que afecta a un n¨²mero muy limitado de dispositivos iPhone 5S podr¨ªa causar que la bater¨ªa tardara m¨¢s en cargarse o que durase menos¡±, ha señalado la portavoz de Apple Teresa Brewer, en declaraciones recogidas por The New York Times.Lo que Apple no ha mencionado es el n¨²mero de iPhone que podr¨ªan ser defectuosos, aunque, seg¨²n el rotativo norteamericano, estas declaraciones sugieren una cifra de algunos centenares.Brewer ha señalado que la compañ¨ªa est¨¢ contactando con los clientes afectados y que les proporcionar¨¢ a todos ellos un tel¨¦fono nuevo.No es la primera vez que Apple se enfrenta a un incidente de este tipo: en 2006 se descubri¨® que las bater¨ªas de algunos de sus port¨¢tiles, con componentes fabricados por Sony, mostraban una peligrosa tendencia a explotar. Aun as¨ª, t¨¦cnicamente, no es lo mismo una bater¨ªa defectuosa que un fallo de serie, que es a lo que la compañ¨ªa de Cupertino se enfrenta ahora.
Este mismo año, la compañ¨ªa se vio obligada a pedir disculpas al gobierno chino por su ¡°deficiente servicio posventa¡± en el pa¨ªs asi¨¢tico, despu¨¦s de que los medios de comunicaci¨®n estatales (que hace no mucho hicieron lo mismo con Samsung) se afanasen en criticarlo durante dos semanas.El iPhone 5S sali¨® a la venta en España y otros pa¨ªses de Europa el viernes pasado, a un precio m¨ªnimo de 699 euros (IVA incluido) para su modelo de 16 GB. En septiembre, cuando se lanz¨® en Estados Unidos, Apple inform¨® de que hab¨ªa vendido nueve millones de unidades de este y de su otro modelo nuevo, el 5C, solo en el primer fin de semana en las tiendas.Una bater¨ªa proveer¨¢ de energ¨ªa a los sistemas de almacenamiento en red de forma m¨¢s econ¨®mica, segura y duradera a trav¨¦s de materiales qu¨ªmicos de bajo coste
Sun Catalytix, startup incubada en el MIT, que lleva años trabajando en el desarrollo de una nueva generaci¨®n de bater¨ªas en las que no se utilicen productos qu¨ªmicos agresivos, ha diseñado un prototipo de cinco kilovatios destinado a proveer de energ¨ªa a los sistemas de almacenamiento en red.La b¨²squeda de materiales que proporcionen energ¨ªa, pero que respeten el medioambiente y que aumenten la seguridad de los ciudadanos frente a accidentes es el objetivo de un buen n¨²mero de empresas, como Eos Energy Store o Ambri, que dedican su tiempo y esfuerzo a investigar la forma de hacerlo. En esta misma l¨ªnea, se encuentra Sun Catalytix, un proyecto de investigaci¨®n del MIT que trabaja en el desarrollo de bater¨ªas basadas en energ¨ªas renovables, como la solar o la e¨®lica.
Ahora bien, la ¨²ltima apuesta de la spin-off no es una bater¨ªa que funciona con energ¨ªas renovables sino una bater¨ªa de flujo pensada para almacenar energ¨ªa en red con materiales qu¨ªmicos baratos y cotidianos. Y, para ello, seg¨²n vemos en MIT Technology Review, ha presentado un prototipo a pequeña escala de cinco kilovatios que formar¨¢ parte de un sistema completo que podr¨ªa empezar a fabricarse en 2015 o 2016 y que costar¨ªa unos 300 d¨®lares por kilovatio hora; es decir, menos de la mitad que las actuales bater¨ªas basadas en sodio y azufre que se utilizan en estos escenarios.Las grandes ventajas del sistema es que los materiales qu¨ªmicos que se utilizan para su fabricaci¨®n¨C que no han sido desvelados, pero que Mike Decelle, CEO de Sun Catalytix, confirma que se est¨¢n comprando en grandes cantidades en China ¨Cson de bajo coste, permiten a los ingenieros diseñar productos m¨¢s flexibles, cuenta con una duraci¨®n m¨¢s larga, la empresa asegura una vida de al menos 15 años realizando cargas y descargas diariamente, y se disuelven en una soluci¨®n acuosa que no supone ning¨²n peligro en caso de vertido¨C.
Aunque el prototipo es un ejemplo a pequeña escala, la empresa segura que se pueden llevar a cabo a mayor escala, objetivo para el que est¨¢ buscando financiaci¨®n. Sus intenciones, adem¨¢s de pasar a la fase de fabricaci¨®n del prototipo, es poder integrar o ensamblar las bater¨ªas en productos finales para lo que busca la colaboraci¨®n de empresas interesadas. Hasta ahora, la firma ha recaudado 16,5 millones de d¨®lares para su proyecto.Un equipo de cient¨ªficos coreanos de varios centros de investigaci¨®n han logrado la creaci¨®n de una bater¨ªa flexible de ion-litio, recargable y de mayor eficiencia.El profesor Lee Sang del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnolog¨ªa Ulsan, en Corea del Sur, ha liderado la investigaci¨®n para crear una bater¨ªa flexible de ion-litio. El trabajo ha estado financiado parcialmente por el Estado y otros nueve centros han colaborado.
Los cient¨ªficos han creado un pol¨ªmero con las caracter¨ªsticas de un fluido, pero sin llegar a serlo, para hacer las funciones de electrolito. Se trata de una evoluci¨®n de este componente b¨¢sico para el funcionamiento de una bater¨ªa. La flexibilidad del material ofrece ventajas importantes respecto a lo que se conoc¨ªa hasta ahora.Este tipo de bater¨ªas no s¨®lo ser¨¢n ¨²tiles para optimizar los nuevos diseños de terminales flexibles que hemos visto ¨²ltimamente, como el modelo mostrado por Samsung. El sistema tambi¨¦n es recargable y consume energ¨ªa de forma m¨¢s eficiente que los modelos actuales.Hasta ahora las bater¨ªas de ion-litio, ampliamente utilizadas en la industria tecnol¨®gica, utilizaban electrolitos licuados para introducir el componente en celdas cuadradas, que convert¨ªan en r¨ªgida la estructura general. De esta manera incluso pod¨ªa haber riesgos de explosi¨®n. El avance producido por la investigaci¨®n soluciona este inconveniente.(cliquez ici pour suivre le lien)
Con la nueva bater¨ªa creada ya no es necesario colocar en celdas cuadradas el electrolito. El proceso de fabricaci¨®n consiste en expandir el electrolito sobre la superficie de un electrodo y posteriormente exponer a la radiaci¨®n ultravioleta durante 30 segundos.El Ministerio de Educaci¨®n, Ciencia y Tecnolog¨ªa de Corea del Sur se ha mostrado satisfecho con la investigaci¨®n, por el avance de industrial que puede suponer, as¨ª como por motivos de seguridad. ¡°Las bater¨ªas de ion-litio convencionales que utilizan electrolitos licuados tienen problemas de seguridad, ya que el film que separa los electrolitos puede fundirse por el calor, en cuyo caso los elementos positivo y negativo pueden entrar en contacto, causando una explosi¨®n¡±, ha señalado un portavoz del Ministerio.