Los teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos electrónicos funcionan con baterías recargables, pero después de miles de ciclos de uso, las baterías comienzan a perder su capacidad de mantener la carga. La mayoría de las baterías modernas son de litio, pero con el tiempo, el litio dentro de la batería se corroe.
En lugar de litio, los investigadores de la Universidad de California en Irvine utilizaron nanocables de oro para almacenar carga eléctrica, y se descubrió que el sistema que desarrollaron era superior a las baterías de litio tradicionales. Soportó 200.000 ciclos de recarga sin un deterioro significativo de las propiedades y signos de corrosión.
Sin embargo, todavía no comprenden completamente por qué sucede esto. La idea original del experimento era hacer una batería de electrolitos sólidos, en la que se usa una pasta de electrolitos en lugar de un electrolito líquido. Las baterías líquidas, como las de litio, son muy inflamables y sensibles a la temperatura. Los investigadores experimentaron con pastas conductoras espesas.
“Comenzamos un ciclo de recarga del dispositivo y luego nos dimos cuenta de que no iba a 'morir'”, dijo el líder del estudio, Reginald Penner. "Pero hasta ahora no entendemos el mecanismo de esto".
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Según la nueva tecnología, para crear baterías se utiliza un nanoalambre de oro, el tamaño no es más grueso que el de una bacteria, cubierto con óxido de manganeso y protegido por una capa de pasta electrolítica. La pasta interactúa con el revestimiento de óxido para evitar la corrosión. Cuanto más largo sea el nanoalambre, mayor será el área de superficie y más carga podrá contener. Otros investigadores han experimentado con nanocables durante mucho tiempo, pero a diferencia de ellos, los científicos de la Universidad de Irvine fueron los primeros en sugerir el uso de una pasta protectora.
“La pasta hace mucho más que unir los cables. Parece hacer que el óxido metálico sea más suave y más resistente al agrietamiento”, dijo Penner.
Esta tecnología promete aumentar 400 veces la duración de la batería en la electrónica de consumo, pero hasta ahora la plataforma de prueba no es una batería real. Las baterías tienen un ánodo a través del cual la corriente eléctrica ingresa al sistema y un cátodo a través del cual sale. En cambio, los científicos ataron dos cátodos juntos, que se reemplazan durante la carga. El ciclo continuo de cátodos cambiantes lo convierte en un sistema ideal para probar múltiples recargas.
Penner dice que es como un proceso continuo de verter agua de una taza a otra y viceversa. Después de varios cientos de ciclos de vertido, se suele verter algo de agua, lo que reduce la "carga". Pero el sistema de Penner, al verter agua entre "tazas" 200 mil veces, pierde solo alrededor del 5 por ciento.
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A pesar del uso de trazas de oro en este experimento, esto podría hacer que la producción de tales baterías sea costosa. Penner sugiere que se podría usar un metal más común como el níquel en lugar del oro.
Sergey Lukavsky
