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Desarrollo Total

“Estamos frente a un desarrollo integral de la tecnología de la batería, y será muy emocionante en los próximos años”, dice el profesor Ola Nilsen.

“El avance realmente grande se produce cuando hemos aprendido a reemplazar el electrolito húmedo de hoy con baterías con otro sólido.

Nilsen y los otros investigadores del Laboratorio de Baterías del Instituto Químico de la Universidad de Oslo presentaron el material de cátodo más rápido del mundo en 2016, que puede captar electrones 1000 veces más rápido que los cátodos utilizados en las baterías convencionales.

Los cátodos son tan rápidos que las baterías pequeñas se pueden recargar en un segundo y medio.

– Las baterías tradicionales no se cobrarán en absoluto en tan poco tiempo. Pero las baterías consisten en más de un cátodo. También necesitan un electrolito y un ánodo y hoy es el electrolito que constituye la articulación más débil. Por lo tanto, ahora estamos centrando nuestra investigación en el electrolito, dice Nilsen.

El aumento de la vida útil es lo primero

Los fabricantes de baterías comerciales están trabajando constantemente en el desarrollo de tecnología de baterías, pero Nilsen considera que nosotros, como consumidores, experimentaremos la mayor cantidad de vida útil y precios reducidos.

“No es improbable que en unos pocos años podamos obtener baterías que vivan de tres a cinco veces más que en la actualidad”. El precio también disminuirá notablemente cuando aumente el volumen de las baterías, pero es menor para aumentar la capacidad: probablemente no más que duplicar en el largo plazo. También podemos tener baterías que se cargan muy rápido, pero esto llevará algo más de tiempo y requerirá un rediseño de la batería “, dice Nilsen.

Nuevas baterías, nuevos productos

Nilsen es un investigador y mira más lejos y en otras direcciones que los productores comerciales. Hoy, en la práctica, las baterías determinan el tamaño y, por lo tanto, su diseño en muchos productos comunes, como teléfonos inteligentes, relojes y brazaletes de entrenamiento.

Si los investigadores de UiO logran desarrollar un electrolito que consiste en un sólido, con eficiencia cerca del cátodo que presentaron en 2016, se abren una serie de nuevas puertas. Las baterías de movimiento rápido se pueden formar como películas delgadas y flexibles.

“Si logramos reducir el tamaño de la batería y el tiempo de carga, y / o hacerlos flexibles, puede obtener mucha más tecnología. De repente, por ejemplo, su brazalete de entrenamiento puede ser simplemente una pulsera flexible sin el bulto duro con el que ahora viene “, dice Nilsen.

Además, las baterías pequeñas y flexibles pueden ser parte de etiquetas inteligentes, por ejemplo, el etiquetado de medicamentos o productos alimenticios. Uno de los productos más interesantes recientemente financiados por el crowdfunding fue una pequeña tarjeta inteligente que simula todas sus tarjetas de crédito, dice Nilsen.

– La nueva tarjeta tiene una pantalla pequeña y teclas pequeñas que le permiten elegir qué tarjeta de crédito desea usar cambiando la información que se puede recuperar de la banda magnética y el chip. Si esta tarjeta recibe una batería que se puede cargar dentro de un segundo y medio, se puede cargar en la práctica mientras se usa, por ejemplo, en el cajero automático. Nos gusta la idea de que los productos se carguen mientras están en uso, sin tener que pensar en ello, dice.

El bosque lleno de sensores

Cuando las nuevas baterías están completamente desarrolladas, Nilsen ve una sociedad donde los sensores pequeños y baratos monitorean una serie de características importantes.

– Imagine un bosque, y en cada árbol hay un pequeño sensor con una pequeña batería que cosecha energía al balancearse el árbol hacia adelante y hacia atrás. El sensor monitorea la temperatura en el bosque y dice si hace demasiado calor; luego se lo indicará a una estación base que nuevamente alerta al departamento de bomberos. De esta forma, los incendios forestales pueden descubrirse casi antes de que hayan comenzado, sugiere Nilsen, pensando, entre otras cosas, en los feroces incendios forestales que devastaron las afueras de Los Ángeles a principios de septiembre.

– Quizás esté más cerca de colocar sensores en todas las habitaciones de un edificio. No monitorear a los que trabajan allí, sino asegurarse de que el clima interior sea óptimo. Estos sensores no cuestan casi nada en el futuro, y pueden medir tanto la temperatura, el contenido de CO 2 , el humo y posiblemente gases nocivos. Esto proporcionará un mejor entorno de trabajo, mayor seguridad y una mejor gestión de la energía, agrega.

Baterías súper rápidas pero pequeñas

El profesor Nilsen agrega que el cátodo ultrarrápido de los investigadores de UiO solo puede usarse para baterías pequeñas.

“Si tuviéramos que escalar la tecnología del cátodo de una batería que pesaba, por ejemplo, un kilo, necesitaríamos una potencia de aproximadamente 450,000 amperios para cargarla durante media hora. Un rayo promedio tiene una corriente de aproximadamente 10,000 amperes, por lo que es evidente que los cables y cualquier otra cosa en la batería se derretirían algo así. Puede que todavía tenga algo de paciencia cuando cargue baterías de automóviles en el futuro, dice.

“Pero si podemos usar la tecnología en una batería pequeña que se usa, por ejemplo, en un simulador de tarjetas de crédito, entonces tenemos un sistema que se está cargando mientras se usa la tarjeta. Y el camino desde allí hasta un teléfono celular no es muy largo. Debería poder cargar su teléfono inteligente dentro de 30 segundos mientras está en una superficie de carga, agrega.

El teléfono puede encender el auto

– Y si la batería de su automóvil es plana, puede usar la batería de su teléfono inteligente para encender el automóvil en el futuro. Es posible que no tenga suficiente energía para llamar después, pero cuando el automóvil arranca, puede dejar el teléfono desde allí. El punto es que las baterías estándar del automóvil están diseñadas para ceder el diez por ciento superior de la energía que han almacenado, mientras que las nuevas baterías pueden drenarse completamente en pocos segundos, dice.

El profesor afirma que el supercaustro que desarrolló en colaboración con Knut Bjarne Gandrud tiene sus limitaciones y que el camino hacia el producto es largo.

Pero casi comienza a brillar en sus ojos cuando decide descubrir una conductividad inusualmente alta para materiales amorfos y delgados, previamente desconocidos. Es claramente emocionante poder utilizar la investigación como una bola de cristal para predecir los productos electrónicos que están por venir.


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