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Mya Le Thai sostiene su invento. Crédito: Steve Zylius, UC Irvine.

Desde el marcapasos hasta el acero inoxidable y el velcro, algunos de los inventos más útiles del mundo se hicieron por accidente. Una batería de nanocables también podría algún día formar parte de esta impresionante lista. Realizado por accidente en la Universidad de California en Irvine mientras realizaba un Ph.D. estudiante estaba jugando con nanocables en el laboratorio, la batería recargable podría durar décadas.

La batería de iones de litio dentro de su computadora portátil o teléfono inteligente solo está diseñada para durar entre 300 y 500 ciclos de carga y descarga, o aproximadamente entre 2 y 3 años. Todo depende de cómo lo uses. Por ejemplo, como regla general, de 5 a 10 ciclos de descarga superficial equivalen a un ciclo de descarga completo. En realidad, se recomiendan los ciclos de descarga parcial para aumentar la vida útil de la batería, mientras que debe evitar en la medida de lo posible descargar la batería por completo.

Basta con decir que, sin importar cuán cuidadoso sea, la batería de iones de litio eventualmente dejará de cargarse. La mayoría terminará en vertederos, desperdiciando una gran cantidad de recursos que se han destinado a la extracción de litio y la fabricación de la batería, además de generar contaminación ambiental.

Es por eso que los científicos siempre están buscando baterías que puedan almacenar una cantidad decente de carga y que puedan soportar una cantidad mucho mayor de ciclos evitando componentes tóxicos o una fabricación insostenible.

Un golpe de genio

Una de esas baterías puede ser una alternativa prometedora de nanocables. Curiosamente, Mya Le Thai, quien en 2016 solía ser candidata a doctorado en la Universidad de California en Irvine, lo logró por accidente.

Los nanocables son diminutos cables conductores de menos de 100 nanómetros de diámetro con buenas propiedades como baterías. Pero su diminuto tamaño los hace extremadamente frágiles, lo que hace que se deshilachen y agrieten fácilmente después de varios ciclos de carga.

Un día fiel, Le Thai cambió el electrolito líquido que bañaba el conjunto de nanocables con un condensador de gel. Durante las pruebas posteriores, más tarde descubrió, para su sorpresa, que la batería de nanocables había pasado por más de 10 000 cargas y aún funcionaba. Unos días después, seguía ciclando durante más de 30 000 instancias. Siguió adelante durante un mes.

El gel, que es espeso como la mantequilla de maní, se filtra lentamente en los poros de los nanocables hechos de óxido de manganeso. Esto los hace más suaves, lo que reduce en gran medida su fragilidad.

Si pudiera obtener 100,000 ciclos de una batería de iones de litio, podría significar que nunca necesitaría comprar dos de ellos, dijo Reginald Penner, presidente del departamento de química de la universidad. Estamos hablando de una vida de 20 años, tal vez incluso más que eso.

Imagen de microscopía electrónica del nanocable cuyos poros están rellenos con el gel. Crédito: Laboratorio Penner, UCI.

Le Thai y otros en el equipo de Penner todavía están experimentando con baterías de nanocables envueltas en gel. Mientras tanto, el mercado está apostando fuerte por ellos debido a su carga rápida y su vida útil mucho más larga, en comparación con los iones de litio. El mercado de baterías de nanocables crecerá de $ 53 millones en 2021 a $ 243 millones para 2026, según una estimación. La mayor parte de este crecimiento se verá impulsado por la alta tasa de adopción de vehículos eléctricos en los próximos 4-5 años.

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