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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Publicista por la Universidad Complutense. Director comercial de publicaciones técnicas del sector de la energía durante doce años. Director de Energy News Events, S.L. desde 2012 difundiendo información en Energynews.es, movilidadelectrica.com e hidrogeno-verde.es. Y por supuesto, organizando eventos como VEM, la Feria del Vehículo Eléctrico de Madrid.
