Thomas Alba Edison diseñó las baterías recargables de níquel-hierro a principios del siglo XX para alimentar coches eléctricos. Superadas por otras tecnologías, hoy apenas se usan. Su utilización está restringida a acumular energía en algunos molinos de viento y paneles solares. Son seguras, pero muy lentas tanto de cargar como de descargar, y acumulan menos energía que otras en el mismo espacio.
El grafeno,
el material que se postula como una completa revolución de casi
cualquier tecnología presente, ha llegado para mejorarlas. Un grupo de
investigadores de la Universidad de Stanford ha utilizado grafeno y nanotubos de carbono —hilos creados con grafeno— para multiplicar por mil su velocidad de carga y descarga.
Una mejora espectacular que revive estas baterías confiriéndoles nuevas
capacidades. «Espero que podamos darle a las baterías de níquel-hierro
una nueva vida», dijo Hongjie Dai, profesor de dicha universidad.
Las baterías de níquel-hierro son baratas de fabricar, seguras y duraderas. Este nuevo avance, publicado en la revista científica Nature Communications,
mantiene el precio ajustado y les suma la capacidad de cargarse y
descargarse en apenas segundos —cuando antes les habría supuesto horas—.
«Nuestra batería probablemente nunca alimentará coches eléctricos
porque la densidad energética no es la ideal», asegura Wang, lider del
proyecto, «pero podría ayudar a las baterías de litio dando un empujón
de energía para mayores aceleraciones».
Tecnología de ayer y hoy
Edison creó las baterías de niquel-hierro como una alternativa barata
y segura de las de ácido y plomo. El diseño básico consiste en dos
electrodos —uno de níquel y otro de hierro— sumergidos en una solución
alcalina. «Es importante resaltar que tanto el níquel como el hierro son
dos materiales muy abundantes en la Tierra», aclaró Dai.
Ánodo y cátodo de la batería "de Edison"Puesto que era conocido que el carbono mejoraba la conductividad entre electrodos, los investigadores fabricaron los electrodos con grafeno —una capa finísima de átomos de carbono en forma de panal de abeja— . «En los electrodos convencionales la gente mezcla al azar tanto el hierro como el níquel con el carbono», afirmó Wang. «Nosotros hicimos crecer nanocristales de óxido de hierro sobre grafeno, y nanocristales de hidróxido de níquel sobre los nanotubos de carbono». Esto permite a las cargas eléctricas moverse muy rápido entre los electrodos.
Utilidades de la nueva batería
Las
principales ventajas de las baterías mejoradas residen en su fiabilidad
y en su velocidad de carga y descarga. Además de usos como refuerzo de
otras baterías, sus creadores postulan con usos militares. «Si necesitan cargar algo muy rápido», afirma Wang.
En general, es útil como respaldo de otras baterías o
de cualquier aparato eléctrico que pueda requerir de una gran carga en
muy poco tiempo. Según los investigadores, que crearon un prototipo de 1
voltio, el modelo es escalable y se pueden producir versiones mucho más
grandes. Su único problema, asegura Wang, es que pierden en torno a un 20% de su capacidad tras
800 ciclos de carga y descarga. Esto, que no es tan grave en otro tipo
de baterías más lentas, puede ser el principal impedimento para que esta
nueva tecnología se asiente.
