NeoFronteras

Una batería diez veces mejor

Área: Tecnología — miércoles, 20 de mayo de 2009

Un nuevo tipo de batería que utiliza el oxígeno atmosférico promete una capacidad 10 veces superior a las baterías convencionales de litio, es más barata y además contamina menos.

Foto
Esquema de la batería. Foto: EPSRC.

Es admirable ver a uno de esos automóviles híbridos cuando circulan por la ciudad sólo con el motor eléctrico. No hace ruido, no contamina y su trayectoria suave hace desear que todos fueran así. Pero la limitación de este tipo de autos o de los puramente eléctricos descansa en el uso de baterías.
Las baterías son caras, tienen poca capacidad, son pesadas y encima después de un cierto número de ciclos de carga hay que reemplazarlas. Por eso no hay ventas masivas de vehículos eléctricos y los híbridos pueden circular con el motor eléctrico sólo unos pocos kilómetros. Para rematar los problemas a veces se utilizan metales pesados tóxicos para su confección, como el níquel, y como consecuencia las minas utilizadas para su extracción tienen mayor impacto ecológico.
Un auto eléctrico o híbrido con capacidad para recorrer el promedio de la distancias diaria para ir al trabajo sale actualmente demasiado caro respecto al convencional. Además hay presiones por parte de fabricantes de repuestos y petroleras para retrasar la implantación de este tipo de vehículos que no consumirían casi petróleo y tendrían un mantenimiento muy bajo. Una vez comprado se pasa ya pocas veces por caja.
Debido al interés del consumidor concienciado, a las políticas ecológicas y al alto precio que el petróleo alcanzó este tiempo atrás ha resucitado el interés por el desarrollo de nuevas baterías. Los productos que hay ahora son herederos de las baterías pensadas para portátiles, pero no reúnen todavía las condiciones para su uso masivo. Por esta razón el anuncio del desarrollo de un nuevo tipo de batería es siempre bienvenido.
Ahora investigadores de University of St Andrews, Strathclyde y Newcastle han desarrollado un nuevo prototipo de batería que allana el camino hacia los autos eléctricos o hacia dispositivos electrónicos con baterías de verdadera larga duración. En este caso la capacidad es 10 superior a las baterías convencionales de litio.
Otra ventaja de este tipo de batería es que permitiría el almacenamiento casero de energía de origen eólico o solar para cuando se necesitase. Una combinación de paneles fotovoltaicos baratos y eficientes junto con este tipo de baterías sería el sueño de todo ecologista y la pesadilla de las compañías eléctricas.
Normalmente las baterías acarrean todos los compuestos químicos consigo transformando unos en otros y así almacenar carga o liberarla en forma de corriente eléctrica. En este caso se utiliza el oxigeno de la atmósfera de tal modo que no hace falta llevarlo consigo. De este modo se ahorra peso y la batería ofrece más energía para el mismo tamaño. Y reducir tamaño y peso de las baterías es algo fundamental si queremos contar con automóviles eléctricos que sean prácticos.
La batería STAIR (St Andrews Air) debería ser además más barata que las baterías actuales al reemplazar componentes caros por otros más baratos. Uno de estos nuevos componentes que emplea la nueva batería es el carbono poroso. Además no es tóxico a diferencia del cobalto, el níquel y otros elementos y compuestos.
Las baterías de litio actuales suelen contener un electrodo de grafito, un electrolito orgánico y óxido de litio cobalto como electrodo positivo. El litio es eliminado de la capa de intercambio (óxido de litio cobalto) en el ciclo de carga y repuesto en la descarga.
En este caso se reemplaza el electrodo de óxido de litio cobalto con carbono poroso, permitiendo a los iones de litio y a los electrones de la batería reaccionar con el oxígeno. Con esta batería se llega a almacenar 4 amperios hora por gramo de carbono.
El prototipo culmina con éxito (y por encima de las expectativas) un proyecto de cuatro años de duración que empezó cuando estos investigadores se dieron cuenta que el ciclo de carga-descarga basada en el carbono poroso y el oxígeno atmosférico parecía funcionar bien.
Peter Bruce, uno de los investigadores del proyecto, dice que la clave de todo es el uso del oxígeno atmosférico en lugar de acarrear otros compuestos y elementos. El oxígeno debe de penetrar a través de un lado de la batería que esté expuesto al aire y reacciona en los poros del carbono para producir electricidad.
Bruce espera que en cinco años la batería se pueda comercializar. Ya sólo queda inventar una fuente de energía que nos permita recargar tanta batería.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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21 Comentarios

  1. NeoFronteras:

    Desafortunadamente ha habido un problema técnico con el sistema de comentarios que impedía su envío. Lamentamos los problemas causados. Ya está solucionado. No se pudo resolver antes porque nadie lo había notificado.

  2. lluís:

    Sí, ayer hice un comentario, y salió que “you must be logged in to comment”. Me extrañó un poco porqué “logged in” ya estoy. Bueno, el caso es que ya hice el comentario… cómo no en el ámbito de la física.

  3. Choche:

    Si se puede cargar con paneles solares o con energía eólica, es decir, sin pagar nada a nadie…está claro, esta batería NO la veremos en el mercado SEGURO.

    No se puede cambiar el sistema así como así.

  4. Alejandro Sánchez:

    “Una combinación de paneles fotovoltaicos baratos y eficientes junto con este tipo de baterías sería el sueño de todo ecologista y la pesadilla de las compañías eléctricas.”

    El sistema económico actual rechaza este tipo de tecnologías, por eso son preferibles las grandes, contaminantes y costosas centrales nucleares (que permiten la fácil acumulación de capitales) a campos eólicos baratos.

    Es de esperar que China se desande de una vez del sistema económico atávico imperante en el planeta y lance millones de autos electricos superbaratos basados en estas baterias, solo así se podrá ingresar este tipo de tecnología en el actual mercado de la miseria ecosistémica mundial.

    Ya se explicó en esta web porqué estamos en una civilización de la miseria (ver comentarios en este artículo ya publicado) lo cual nos está llevando al colapso total.

    El problema ecológico principal es cultural, no tecnológico.

  5. NeoFronteras:

    No hay que ver el mundo con un exceso de teorías conspirativas. Las cosas no se desinventan. Los descubrimientos, sobre todo si son importantes, son irreversibles. Una batería eficiente y barata o un sistema fotovoltaico rentable serían imparables. El problema, obviamente, está en la etapa previa de investigación y desarrollo. Sin dinero para eso no hay nada que hacer. Y esto suele suceder cuando el proyecto es incierto y por tanto económicamente arriesgado para las empresas. Es ahí donde los estados tienen que intervenir para apostar por un futuro mejor.

  6. Sergio:

    Alejandro, yo no estoy de acuerdo contigo, no creo que este tipo de baterías sea la solución energética que tanto se necesita, pero si creo que ayudaría algo. Lo que no entiendo es cómo, siendo que la tecnología existe, no hay ninguna empresa que se interesa seriamente en comercializar este tipo de productos, porque a priori, podría ser uno de los éxitos comerciales de la década. Soy un fiel seguidor de Neofronteras, y ya hace tiempo que viene anunciando la existencia de baterías espectaculares como esta, o las de litio de alto rendimiento, o baterías capaces de realizar la carga y la descarga hasta 100 veces más rápido que podrían suponer una revolución para el mundo de la automoción, la electrónica móvil y un sin fin de aplicaciones.

    Tampoco estoy de acuerdo con la afirmación:

    “Una combinación de paneles fotovoltaicos baratos y eficientes junto con este tipo de baterías sería el sueño de todo ecologista y la pesadilla de las compañías eléctricas.”

    A la superficie terrestre llegan como máximo de media unos 700 w por metro cuadrado, y si a ello le restas que las placas fotovoltáicas tienen cierto rendimiento, no tenemos una fuente de energía suficiente, ni barata, aunque podría tener sus aplicaciones, como la autosuficiencia energética para viviendas aisladas, si la combinamos con las baterías mencionadas.

    En cuanto a los vehículos eléctricos, estamos en el mismo problema, sería magnífico, pero la electricidad hay que generarla en algún punto, y la única opción “barata” y la más limpia actualmente es la energía nuclear.

    Me parecería también muy interesante la aplicación de estas baterías a vehículos híbridos, con motor diesel, me imagino que se podrían conseguir consumos extremadamente reducidos, del orden de los 2 l/100km.

  7. NeoFronteras:

    Estimado Sergio:
    Desde el momento en que esta o cualquier otra batería no es una fuente de energía, sino un medio para almacenarla, no podemos decir que sea la gran solución. Sin fuentes de energía no se adelanta nada, incluso sólo se exporta contaminación de la ciudad al sitio donde esté la central térmica. Pero algo así es inestimable para los vehículos eléctricos que ahora son simplemente carísimos.
    En cuanto a la energía fotovoltaica casera, basta unas pequeñas cuentas para darse cuenta que cubriendo el tejado de una casa unifamiliar con paneles comerciales se pueden cubrir las necesidades de la misma. Lo malo es el precio desorbitante que eso tiene ahora mismo. Aunque nadie dijo nada cuando el precio de esa misma casa se cuadriplicó en pocos años sin nada a cambio.

  8. NeoFronteras:

    Sobre eficiencia se puede citar un vehículo que con tecnología corriente consume 2,2 litros a los 100 Km.
    En cuanto al diésel su problema es que el gasóleo es mucho más contaminante que la gasolina sin plomo.

  9. andrea77:

    Que las apliquen pronto a los portátiles estoy cansada de cargar la batería del portátil, tan solo dura 4 u 5 horas, ¿para cuando una batería de 24 horas?

    saludos

  10. NeoFronteras:

    Sólo una aclaración, que aunque ya está implícita en el texto, conviene recalcar:

    Los poros en el carbono se van llenado de óxido de litio gracias al aporte de oxígeno atmosférico según la batería se descarga. Al cargarla de nuevo el óxido de litio pasa a ser litio y oxígeno gaseoso que se devuelve a la atmósfera. El proceso es obviamente reversible.

  11. Alejandro Sánchez:

    Sobre el comentario 5 de neofronteras, no se trata de conspiraciones, sino de economía política, claramente determinada por la preeminencia del “valor de intercambio” sobre el valor de uso, ya que el primero permite una gran capacidad de acumulación de capitales, algo muy deseado según la mentalidad atávica humana. Sobre ello ya habló Adam Smith en la paradoja agua-diamante. Lo que abunda y es barato no es rentable, esta tecnología no lo es obviamente, por eso es que ahí entran la sociedad y los Estados. El uso de esta tecnología será el puntal de una gran lucha no solo científica, sino social también.

  12. foroblogger:

    ¡Ay, ay!, noticias de estas te dan esperanzas en el futuro del planeta, un 10 para esta gente.

  13. JuanDavi:

    Muy buena noticia, espero que llegue al mercado en los 5 años mencionados

    >NeoFronteras:Las cosas no se desinventan.
    Si bien esto es cierto, hay muchas formas de “matar un invento”, desde comprar la tecnología o la patente, hasta evitar su divulgación o divulgar “FUD”.

    Sergio: Las energías renovables, en capacidad de generación SI que son suficientes, puedes mirar este informe de la U.P. de Comillas para Greenpeace: http://www.greenpeace.org/espana/reports/renovables-2050

    Por otra parte, aquí en Fuerteventura, tenemos muchas casa en zonas a las que no llegan las redes eléctricas y para con unas cuantas placas (¿10% del techo?) y un mini molino pueden incluso disfrutar de aire acondicionado, el problema es el precio, no la ausencia de potencia suficiente.

    Por otra parte, la energía nuclear no es una opción, no es ni barata: http://www.sostenible.cat/sostenible/web/noticies/sos_noticies_web.php?cod_idioma=2&seccio=5&num_noticia=442659
    ni limpia http://www.orbitaverde.com/energia-nuclear-alternativa-limpia-8941
    ni suficientes http://www.biocarburante.com/la-alternativa-de-le-energia-nuclear-es-falsa/

    Un saludo
    JuanDavi

  14. Jose M. Pineiro:

    “Uno de estos nuevos componentes que emplea la nueva batería es el carbono poroso. Además de es tóxico a diferencia del cobalto, el níquel y otros elementos y compuestos.”

    Supongo que lo correcto es:
    Uno de estos nuevos componentes que emplea la nueva batería es el carbono poroso. Además NO es tóxico a diferencia del cobalto, el níquel y otros elementos y compuestos.

  15. Jose M. Pineiro:

    Y en cuanto a la discusion:
    Ni esta bateria ni otra similar pueden solucionar el problema del transporte privado por dos motivos:
    – No hay reservas conocidas de litio que permitan poner una batería de litio a cada coche.
    – No hay ninguna fuente de energia que nos permita mover coches a un coste tan bajo como con petroleo.
    Hacerlos eléctricos o de hidrógeno, simplemente traslada el problema a buscar energía para producir electricidad o hidrógeno. Y eso se hace con petroleo y gas natural.
    El informe de comillas habla de potencialidades (cantidad de energía disponible en la Tierra) pero no de realidades (cuanta de esa energía podemos aprovechas con nuestra tecnología y a un coste razonable). Ademas suma energías coma la radiación solar, el viento o las olas (si capturamos toda la radiación solar el resto de las energías desaparecerían).
    Señores, no hay fuente de energía económica y explotable que nos permita sustituir al petroleo. Ni el sol, ni el viento ni las nucleares pueden hacer otra cosa que posponer unos años el colapso energético.
    La única solución es aumentar la eficiencia, haciendo lo mismo con menos energía. Y por supuesto disminuir la población. “Crecimiento sostenible” es algo así como “inteligencia militar”. NINGUN CRECIMIENTO CONSTANTE ES SOSTENIBLE.

  16. NeoFronteras:

    Estimado Jose M. Pineiro:
    Gracias por señalar la errata. Ya está arreglado.

  17. NeoFronteras:

    Sobre lo demás, efectivamente, el problema es de dónde se saca la energía, y en un mundo en permanente crecimiento económico y de población ningún sistema es sostenible.
    Respecto al litio probablemente sí hay reservas suficientes, sobre todo en la sal marina.

  18. Jose M. Pineiro:

    Ciertamente hay enormes cantidades de litio en el agua del mar. El problema es que no parece haber ningún método viable para extraerlo, ya que la concentración es muy baja. Ya se ha intentó extraer uranio (que muestra concentraciones similares) y ha sido un fracaso.
    El litio solamente se extrae de sales de carbonato de litio. El 90% de las reservas conocidas están en la tierra de Evo Morales.
    Creo que sustituir a los países de la OPEP por un solo país no es buena idea.

  19. Sergio:

    Hay reservas de litio suficientes, si se gestiona adecuadamente, no hay que olvidar que en una batería que haya extinguido su vida útil, el litio puede reciclarse y utilizarse en otra posteriormente.
    En cuanto al punto de producción, la energía nuclear parece ir bastante holgada, al menos para salir del paso y durante los 3000 años venideros: http://www.desdeelexilio.com/2008/06/23/%C2%BFhay-suficiente-uranio-para-nuevas-centrales-nucleares/. Además de ser la más barata como muy bien se explica en el siguiente artículo http://weblogs.madrimasd.org/ciencianuclear/archive/2007/03/22/62017.aspx y no hablemos de contaminación, por que ahí es realmente donde está su punto fuerte, siempre que su gestión sea coherente.
    También querría señalar que es muy sencillo encontrar argumentos a favor de las energías renovables que son muy bonitas y muy limpias y tratar de soñar, pero dudo que en ningún caso se pueda contar con los recursos tanto materiales como económicos para que además de cubrir una gran superficie terrestre, puedan hacer el proyecto viable.
    Yo creo que como muchos de ustedes han expuesto, la mejor solución o mejor dicho, la única solución es mejorar la eficiencia en el consumo, además de aprovechar todos los medios de producción de los que disponemos, renovables como no renovables, para llegar a un equilibrio.

  20. jaume:

    actualmente ya existe un diesel que no contamina se llama biodiesel y lo fabrican de plantas restos de plantas y ultimamente hasra de algas.es un diesel totalmente ecologico ademas los coches a partir del año 96 me parece ya estan preparados para utilizarlo sin ningun problema-tambien esta el bioetanol que es el sustituto no contaminante de la gasolina tambien lo producen a base de plantas pero este me parece que necesita una pequeña modificacion en el automovil

  21. NeoFronteras:

    Estimado Jaume:
    Ese tema ya se ha expuesto por aquí. Según muchos estudios para poder producir todo el biodiesel o bioetanol que necesitaríamos para el parque automovilístico mundial no habría suficiente tierra de cultivo. A no ser que matemos de hambre a la gente y destruyamos todos los parajes vírgenes que aún quedan (pocos).

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