09/12/2011 - Baterías con electrodos de nanopartículas cristalinas

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Para que la electricidad llegue a los usuarios tiene que viajar a través de una red eléctrica, que consiste en líneas de transmisión y de distribución que la llevan desde donde es producida hasta donde es consumida, también está formada por innumerables generadores eléctricos y transformadores que dominan los cambios de tensión en la electricidad. Estas redes necesitan estar estabilizadas. Como su nombre lo dice, son redes a las cuales se unen diversas fuentes de generación de electricidad que pueden estar dispersas por la geografía de un país.

La oferta, o inyección de electricidad en la red, y la demanda suelen ser fluctuantes, eso hace que se desestabilice la red. Por lo general, para estabilizarla se suelen utilizar fuentes de energía constantes como la térmica o la hidroeléctrica. Ahora se busca que se pueda hacer con baterías.

Esta batería que han desarrollado los investigadores de Stanford, es tan barata, eficiente, y durable que podría utilizarse para crear baterías enormes, tan enormes como para estabilizar una red eléctrica nacional, y para almacenar energía eólica y solar. Estos dos tipos de energías renovables suelen tener picos de generación cuando hay menor demanda, por lo que mucha de la energía que se genera por estos medios se desperdicia. Almacenándola, se podría liberar cuando la demanda lo requiera, y de ese modo la red quedaría estabilizada, sin los tirones que significan inyecciones de electricidad de más, o demandas desmesuradas de energía.

El nuevo tipo de electrodo desarrollado por los investigadores de Stanford está compuesto por nanopartículas cristalinas de un compuesto de cobre. En laboratorio el electrodo sobrevivió a 40 mil ciclos de carga y descarga, todavía pudiendo contener hasta el 80 por ciento de su capacidad de carga original. Por si no se dan cuenta de si esto es bueno o no, comparemos con una batería típica de ion litio, las más eficientes del mercado actual, aunque también las más caras. Este tipo de baterías pueden realizar 400 cargas y descargas antes de comenzar a deteriorarse, como ven hay una gran diferencia. Un electrodo como el de los investigadores de Stanford podría durar 30 años en una batería que cargue y descargue varias veces al día.

La durabilidad de este nuevo tipo de electrodo descansa en la estructura atómica del compuesto de cobre utilizado, que permita que los iones, las partículas cargadas de electricidad que con su movimiento cargan y descargan a las baterías, puedan entrar y salir sin dañar al electrodo. La mayoría de las baterías actuales fallan en esto, dañan al electrodo todo el tiempo, por lo que se van acumulando daños, y se va perdiendo capacidad de carga.

Es un gran avance, y los investigadores dicen que no hay ningún impedimento para llevar su prueba de laboratorio a una escala enorme que pueda lidiar con una red eléctrica nacional. Si bien habrá que esperar a que las pruebas terminen, y que este desarrollo pueda comercializarse. Pero sin duda es un invento importante para poder potenciar a las energías renovables como únicas fuentes de electricidad, a fin de destronar para siempre a las fuentes de energía fósiles y contaminantes.

Fuentes origen: Nature Communications y Stanford

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