Científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) anuncian la primera alternativa económicamente viable, y tecnologicamente significativa desde que hace 200 años Alessandro Volta diseñara la batería.

Investigadores del MIT excitados ante alternativa para las baterías
Por plantilla redactores Terradily
Cambridge MA (SPX) 8 Feb 2006

Casi todo lo que funciona con baterías – los flashes de las cámaras, los teléfonos móviles, los coches eléctricos, los sistemas de guía de los misiles – podrían perfeccionarse con un mejor suministro de energía. Pero las baterías tradicionales no han progresado demasiado desde el diseño básico desarrollado por Alessandro Volta en el siglo XIX.

Un trabajo efectuado en el Laboratorio para Sistemas Electromagnéticos y Eléctricos (LEES) del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) promete convertirse en la primera alternativa (económicamente viable y significativa en lo tecnológico) a las baterías convencionales en más de 200 años.

Joel E. Schindall, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática (I.E.I.) poseedor de la cátedra Bernard Gordon y director asociado en el LEES; John G. Kassakian, profesor de I.E.I. y director del LEES; y el candidato al doctorado Ricardo Signorelli, han empleado estructuras de nanotubos para potenciar un dispositivo de almacenamiento de energía llamado supercondensador.

Los condensadores almacenan energía como campo eléctrico, lo cual los hace más eficientes que las baterías estándares, que obtienen su energía a partir de reacciones químicas. Los supercondensadores son pilas de almacenamiento basadas en condensadores que suministran estallidos rápidos y masivos de energía instantánea. A veces se les emplea en los vehículos activados por pila de combustible para aportar un empuje extra en la aceleración cuando circulan y cuando suben cuestas.

Sin embargo, los supercondensadores necesitan mucho más espacio que las baterías para almacenar la misma carga.

El invento del LEES incrementaría la capacidad de almacenamiento de los supercondensadores ya existentes en el mercado, almacenando el campo eléctrico a nivel atómico.

Aunque los supercondensadores llevan en circulación desde la década de 1960, son relativamente caros y solo hace poco que han empezado a ser fabricados en cantidades lo suficientemente apreciables como para que se hagan competitivos. Hoy en día se pueden encontrar supercondensadores en todo un abanico de dispositivos electrónicos, desde las computadoras hasta los coches.

Sin embargo, a pesar de sus ventajas inherentes – una vida media superior a 10 años, la capacidad de funcionar con indiferencia de los cambios de temperatura, su alta inmunidad a las sacudidas y a la vibración y su alta eficiencia en cargas y descargas – las restricciones físicas en las superficies de los electrodos y el problema del espacio han limitado la capacidad de almacenamiento energético de los supercondensadores haciéndola 25 veces menor que la que se obtiene con una pila de iones de litio de un tamaño similar.

El supercondensador del LEES posee la capacidad de superar esta limitación energética gracias al empleo de paredes sencillas de nanotubos de carbono alineadas verticalmente; el diámetro de los nanotubos es una treinteava de milésima menor que el de un cabello humano y su longitud es 100 000 veces mayor que su espesor. ¿Cómo funciona? La capacidad de almacenamiento de un supercondensador es proporcional al área de la superficie de los electrodos.

Los supercondensadores actuales usan electrodos hechos a base de carbón activado, que es extremadamente poroso y por ello posee una gran área de superficie. Sin embargo, los poros en el carbón son irregulares en tamaño y forma, lo cual reduce su eficiencia. Los nanotubos alineados verticalmente del supercondensador del LEES poseen una forma regular y una anchura de solo varios diámetros de átomo. El resultado es un área de superficie significativamente más efectiva, lo cual equivale a un incremento en la capacidad de almacenamiento igualmente significativo.

Los nuevos supercondensadores mejorados con nanotubos pueden fabricarse en cualquiera de los tamaños disponibles hoy en día y se pueden producir empleando tecnología convencional.

“Esta configuración posee el potencial de mantener, e incluso mejorar, las caracteristicas de alta funcionalidad de los supercondensadores mientras que suministra densidades de almacenamiento energético comparables a las de las baterías”, comentó Schindall. “Los supercondensadores mejorados con nanotubos combinarían la larga durabilidad y las características de alta potencia de los supercondensadores comerciales, con la más alta densidad de almacenamiento energético que normalmente solo se puede conseguir con las baterías químicas”.

Este trabajo fue presentado en el 15º Seminario Internacional de Condensadores de Doble Capa y Dispositivos Híbridos de Almacenamiento de Energía, que tuvo lugar en Deerfield Beach, Florida, en diciembre del año 2005. El trabajo ha sido parcialmente financiado por el MIT y el Consorcio Industrial para el Avance de Sistemas y Componentes Eléctrico/Electrónicos en Automoción, y también en parte por una subvención de la alianza Ford-MIT.

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Fuente noticia: Terra Daily

Traducido por Miguel Artime para