¿Qué es una batería de nanocables?
Una batería de nanocables es una forma de batería de almacenamiento químico basada en el modelo de batería de iones de litio, desarrollada por primera vez en 2007 en la Universidad de Stanford en los Estados Unidos. Todavía está en proceso de refinamiento a partir de 2011, con ventas al público programadas para 2012. La tecnología utiliza una serie de muchos nanocables de silicio conectados a una escala milmillonésima de metro, situada en el extremo de voltaje negativo de la batería. Este avance en la ciencia de los materiales ha aumentado la densidad de almacenamiento de 8 a 10 veces más que las baterías de iones de litio convencionales, lo que haría que algo como una cámara recargable, un teléfono celular o una batería de computadora portátil dure de 8 a 10 veces más antes de que se agotara y se agotara para ser enchufado. La batería de nanocables también se considera un desarrollo clave para los automóviles eléctricos, ya que tiene tasas de carga mucho más rápidas tanto por el aumento de la superficie de los propios nanocables como por el uso de silicio en su estructura química.
Los principios detrás de la batería de nanocables han facilitado una investigación similar en Sandia National Laboratories en los EE. UU. A partir de 2010, donde se utiliza un ánodo de nanocables de silicio formado por un solo nanocable. Este nanocable tiene 100 nanómetros de ancho, o aproximadamente el ancho de un glóbulo rojo humano promedio, y aproximadamente 10,000 nanómetros de largo, o 0.01 milímetros. El propósito de esta batería, que está hecha con un microscopio electrónico de transmisión (TEM), es investigar más a fondo las capacidades de la tecnología. También hay planes para que sirva como una fuente de energía extremadamente pequeña para implantes médicos, así como para alimentar otros dispositivos de microelectrónica.
El desarrollo de la batería de nanocables se considera revolucionario, aunque tiene algunos inconvenientes limitados. Dado que el área de superficie de los nanocables combinados es mucho mayor que el área que tiene un ánodo de grafito en una batería típica, después de un período de varias fases de recarga, los nanocables comienzan a adquirir una interfase electrolítica sólida (SEI). Este es un tipo de recubrimiento químico que restringe la capacidad de carga actual del ánodo de nanocables de silicio. Tal limitación podría resultar en una caída rápida de la energía de la batería de nanocables a medida que envejece, aunque la investigación ha demostrado que se pueden recargar prácticamente al 80% de los niveles completos al menos 250 veces, y el objetivo es alcanzar un nivel de recarga de 3.000 veces en productos del sector comercial.
La investigación sobre baterías de almacenamiento a base de silicio se lleva a cabo durante más de treinta años. Los problemas prácticos con la hinchazón del silicio han limitado la utilidad de la idea hasta que se inventaron los nanocables. El investigador principal del proyecto en la Universidad de Stanford, el Dr. Yi Cui, ha estado refinando la batería de nanocables desde al menos 2007. Ahora se ve que es capaz de escalar a niveles prácticos de producción en masa mediante el uso de nanocables de carbono-silicio, que no requieren altas temperaturas para crecer como el silicio puro.