Innovación

Baterías de silicio que duran una semana

Silicio batería iones de litioUn equipo de ingenieros de la Universidad Northwestern está trabajando en unas baterías que podrían durar hasta una semana y que se cargarían en apenas 15 minutos. Además, podrían estar disponibles en un plazo de entre tres y cinco años y se podrían usar tanto en dispositivos pequeños (como reproductores MP3 o móviles) como en coches eléctricos.

Hoy en día las baterías son uno de los principales problemas de los smartphones. Desde el lanzamiento de iOS 5, Apple se enfrenta a un problema que hace que la carga dure unas pocas horas y, por el momento, el parche que ha sacado la compañía no ha conseguido solucionar esta situación. Pero aunque se solucione, lo cierto es que, aun con un uso moderado, los teléfonos inteligentes rara vez consiguen superar un día sin necesitar ser cargados.

Esta situación podría cambiar en apenas tres años gracias a una investigación de un equipo de ingenieros, que espera conseguir baterías que duren hasta diez veces más y se carguen hasta diez veces más rápido.

Además, esperan hacerlo gracias a un material muy presente en la tecnología de hoy en día: el silicio. Según explican en la página de la propia Universidad, las baterías de iones de litio, presentes en la mayoría de los dispositivos, funcionan gracias a una reacción química que tiene lugar cuando los iones de litio son enviados entre los dos extremos de la batería: el ánodo y el cátodo. Cuando se utiliza la energía viajan desde el ánodo hacia el cátodo a través del electrolito. Y cuando la batería se carga, viajan en la dirección contraria.

Por lo tanto, el rendimiento depende de dos aspectos. Por un lado, la capacidad de energía (es decir, el tiempo durante el cual la batería puede mantener la carga) está limitada por el número de iones que pueden almacenarse en el ánodo o el cátodo.

Por otro lado, la velocidad de carga depende de la velocidad a la que viajan los iones de litio desde el electrolito hasta el ánodo.

El problema está en que en las baterías actuales el ánodo está hecho de varias capas de grafeno. Este material está basado en el carbono y sólo puede almacenar un átomo de litio por cada seis átomos de carbono. Sin embargo, el silicio soporta hasta cuatro átomos de litio por cado átomo.

Por su parte, el proceso de carga es más largo con el carbono por la forma de sus capas. Aunque es muy fino (un átomo de grosor) es muy largo, y los iones de litio deben llegar a todos los bordes antes de terminar el proceso.

De este modo, combinando ambos materiales (el litio también da problemas, ya que durante el proceso de carga, el silicio se expande y se contrae, lo que supone que se fragmente y pierda su capacidad de carga rápidamente), el equipo de ingenieros, liderado por Harold Kung, está cerca de conseguir estas ‘superbaterías’.

Imagen: Wikipedia.

Sobre el autor de este artículo

Redacción TICbeat

Actualidad y análisis en tecnología, tendencias, aplicaciones web, seguridad, educación, social media y las TIC en la empresa.