Una investigación de la Universidad de Stanford ha logrado dar una vuelta a la batería de níquel-hierro desarrollada por Thomas Edison, un visionario del potencial de los vehículos totalmente eléctricos, hace más de cien años.
Este genio diseñó ya a principios del siglo XX esta tecnología recargable para alimentar vehículos eléctricos. Sin embargo, a mediados de los años setenta el interés en su desarrollo fue perdiendo interés.
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A juicio de Hongjie Dai, profesor de química en Stanford, «la batería de Edison es muy duradera, pero tiene una serie de inconvenientes». Y es que explica que una batería típica puede tardar horas en cargarse y que el ritmo de descarga también es muy lento.
Por eso, él y su equipo decidieron ponerse manos a la obra en 2021 y mejorar drásticamente el rendimiento de esta tecnología centenaria.
Batería de níquel-hierro ultrarrápida
Así, este equipo de Stanford ha logrado crear una batería de níquel-hierro ultrarrápida que puede cargarse completamente en unos dos minutos y descargarse en menos de 30 segundos.
Los resultados de este desarrollo se han publicado en la revista Nature Communications, según informa phys.org, perteneciente a la red Science X, una de las mayores comunidades online para personas con inquietudes científicas.
«Aumentamos la tasa de carga y descarga casi 1.000 veces», dice Hailiang Wang, autor principal del estudio. «Lo hemos hecho muy rápido», añade.
De esta manera, y tal como Edison pretendía originalmente, su batería, de alto rendimiento y bajo coste, podría usarse por fin para alimentar vehículos eléctricos.
Nueva vida a la batería de Edison
«Esperemos que podamos darle una nueva vida a la batería de níquel-hierro», asevera Dai. Edison la comenzó a comercializarla alrededor de 1900 y hasta llegó a utilizarse en coches eléctricos hasta aproximadamente 1920. También se utilizó como energía de respaldo para ferrocarriles, minas y otras industrias.
Su diseño básico consta de dos electrodos (un cátodo de níquel y un ánodo de hierro) bañados en una solución alcalina, publica phys.org. «Es importante destacar que tanto el níquel como el hierro son elementos abundantes en la Tierra y relativamente no tóxicos«, señala Dai.
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Para mejorar su rendimiento, el equipo de Stanford utilizó grafeno y nanotubos de carbono de paredes múltiples, cada uno de los cuales consta de aproximadamente 10 láminas concéntricas de grafeno enrolladas juntas, de acuerdo a las mismas fuentes.
Mejora con grafeno y nanotubos
«En los electrodos convencionales, la gente mezcla aleatoriamente materiales de hierro y níquel con carbono conductor», explica Wang. «En vez de esto, nosotros cultivamos nanocristales de óxido de hierro en grafeno y nanocristales de hidróxido de níquel en nanotubos de carbono«.
Esta técnica produjo fuertes enlaces químicos entre las partículas metálicas y los nanomateriales de carbono, lo que tuvo un efecto espectacular en el rendimiento. «El acoplamiento de las partículas de níquel y hierro al sustrato de carbono permite que las cargas eléctricas se muevan rápidamente entre los electrodos y el circuito exterior», aclara.
«El resultado es una versión ultrarrápida de la batería de níquel-hierro que es capaz de cargarse y descargarse en segundos«, celebra este científico.
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