NANOHILOS Y BATERIAS DE LITIO

^Por Diego Rodríguez Salvador 

 

La nanotecnología es la ciencia que trata de controlar y modificar la materia a escala nanométrica, es decir, a escala molecular. Dentro de la nanotecnología, se están haciendo grandes avances en lo que se refiere a la formación de nanoestructuras, y en particular a la formación de nanohilos. Los campos en los cuales se están aplicando son muy diversos, y van desde la producción de una nueva generación de LED, hasta la aplicación de nanohilos de Plata en dispositivos capaces de detectar explosivos.

 

Uno de los avances producidos por los nanohilos que más eco ha tenido recientemente, ha sido la aplicación de nanohilos de silicio en baterías de Litio produciendo un aumento en su capacidad de carga, realizado en la Universidad de Stanford.

 

En un principio las baterías recargables eran principalmente de Níquel-Cadmio (NiCd) y Níquel e Hidruro metálico (NiMH). Más tarde se empezaron a utilizar las baterías de iones Litio, las cuales son mucho más ligeras y poseen una mayor carga almacenada por unidad de volumen:

 

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Otro factor importante es que no poseen la memoria de carga, la cual reducía la carga almacenada por la batería al realizar cargas incompletas.

Uno de los problemas que se tuvo que solventar antes de su comercialización era la obtención de un ánodo que no fuera tan reactivo (en un principio era de Li-metálico). Lo que desemboco en el desarrollo de electrolitos poliméricos y en la utilización de ánodos con una menor reactividad pero con una alta capacidad de almacenamiento de iones-litio, en la actualidad se utilaza el carbono en forma de grafito.

Otro de los elementos que se trato de utilizar como ánodo fue el silicio (Si), ya que es uno de los semiconductores mas utilizados gracias a su fácil obtención, y además posee una mayor capacidad de almacenaje que el carbono. Lo cual le convertía en un buen candidato. El problema de la utilización de este elemento es que en el proceso de almacenamiento y liberación de los iones-litio el Silicio es sometido a unas fuerzas de dilatación (en la captación de iones) y de compresión ( en la liberación de los iones) que producía una disminución drástica de su ciclo de vida.

 

En la actualidad este problema parece que se ha superado gracias a la aplicación de la nanotecnología, según ha publicado la Universidad de Stanford.

 

Para evitar la degradación del silicio en el proceso de dilatación y compresión han desarrollado unos nanohilos de Silicio, los cuales se obtienen a partir de un sustrato de acero inoxidable. Estos nanohilos conforman una especie de maraña la cual almacenara los iones-litio. Al almacenarlos los nanohilos aumentan aproximadamente cuatro veces su tamaño pero con la ventaja de que en este caso no sufren fracturas, lo que provoca que no se acorte el ciclo de vida de la batería.

 

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Debido a la mayor capacidad de almacenamiento de los iones-litio por parte del Silicio, las baterías verían aumentada en 10 veces su capacidad de carga, es decir, antes una batería de ion-litio de un portátil duraba aproximadamente 2 horas, con estas nuevas baterías duraría alrededor de 20 horas.

 

Por lo tanto no nos extrañe que en un periodo no muy largo de tiempo esta nueva generación de baterías llegue al mercado, lo que supondrá no solo una mejora en el rendimiento de muchos aparatos electrónicos, sino que supondrá una nueva forma de almacenar la energía, la cual podrá abrir la puerta a otras formas de producir energía que en la actualidad no es del todo viables debido a que su almacenaje no es satisfactorio.

 

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