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Ingeniería
Un Nuevo Componente Para Pilas Eléctricas Podría
Permitir Recargarlas en Segundos en Vez de en Horas
15 de Abril de 2009.
 Unos
ingenieros del MIT han creado un componente que permite el rápido
transporte de la energía eléctrica a través de un material de baterías
bien conocido, un avance que podría ser el precursor de la implantación
de baterías pequeñas y livianas, para teléfonos móviles y otros
dispositivos, que se podrán recargar en segundos en lugar de en horas.
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El trabajo podría permitir además la recarga rápida de baterías en
automóviles eléctricos, aunque esta aplicación en particular estaría
limitada por la cantidad de potencia eléctrica disponible en la red
eléctrica del propietario.
El trabajo lo dirige Gerbrand Ceder, Profesor de Ingeniería y Ciencia de
los Materiales. Debido a que el material usado no es nuevo (los
investigadores simplemente han cambiado la manera en que lo fabrican),
Ceder cree que la innovación podría salir al mercado dentro de dos o
tres años.
Las baterías recargables de litio modernas tienen densidades de energía
muy altas (son buenas para almacenar grandes cantidades de carga
eléctrica). El inconveniente es que se demoran mucho absorbiendo y
descargando esa energía eléctrica. Esto es evidente en las baterías
actuales para los autos eléctricos. Son capaces de acumular mucha
energía, de modo que el usuario puede conducir a 90 kilómetros por hora
durante un largo tiempo, pero el flujo de energía es lento. No se puede
acelerar el vehículo con rapidez; sólo poco a poco.
¿Por qué esas lentas tasas de absorción y liberación de energía?
Tradicionalmente, los científicos han pensado que los iones de litio,
responsables junto a los electrones de transportar la carga a través de
la batería, sólo pueden moverse así de despacio a través del material.
Sin embargo, unos cinco años atrás, Ceder y sus colegas hicieron un
descubrimiento sorprendente. Cálculos por ordenador sobre un material
bien conocido, el fosfato de litio-hierro, predijeron que los iones de
litio del material deberían estar moviéndose muy rápido.
De modo que, si el transporte de los iones de litio debía ser tan
rápido, algo tenía que estar entorpeciéndolo.
Cálculos posteriores mostraron que los iones de litio pueden ciertamente
moverse muy rápido dentro del material, pero sólo a través de túneles a
los que se accede desde la superficie. Si un ión de litio en la
superficie está directamente en frente de la entrada de un túnel, no hay
problema: se mete dentro del túnel de manera eficiente. Pero si el ión
no está directamente ante la boca del túnel, no logra alcanzarla debido
a que no puede moverse del modo adecuado para acceder a esta entrada.
Ceder y Byoungwoo Kang han ideado una solución para el problema,
mediante la creación de una nueva estructura de superficie que permite a
los iones de litio moverse rápidamente alrededor de la zona externa del
material, de modo muy parecido a como lo hace un vehículo por una
circunvalación alrededor de una ciudad. Cuando un ión que está viajando
a lo largo de esta circunvalación alcanza un túnel, es instantáneamente
desviado dentro de éste.
Usando su nueva técnica de fabricación, ambos procedieron a crear una
pequeña batería capaz de ser cargada o descargada completamente en un
periodo de entre 10 y 20 segundos.
Además, a diferencia de otros materiales para baterías, el nuevo
material no se degrada tanto cuando es cargado y recargado
repetidamente.
Información adicional en:
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