Universidad de Stanford desarrolla una batería capaz de autorrepararse

La Universidad de Stanford ha presentado un prototipo de batería que, cubierta con un polímero, es capaz de autorrepararse y aumentar su tiempo de vida útil.

Aunque fijemos la atención en el microprocesador, en los núcleos o en la cantidad de memoria RAM que tiene un smartphone o un ordenador portátil; la batería sigue siendo un componente clave sobre el que se sustenta la movilidad de un dispositivo. De nada nos sirve un smartphone que no es capaz de ofrecernos autonomía de una jornada laboral y, de hecho, como usuarios pedimos mayor capacidad en las baterías y un mayor tiempo de vida útil antes de su deterioro por uso. Son muchos los centros de investigación que, hoy en día, trabajan en el desarrollo de nuevas baterías y, dentro de estas líneas de trabajo, hoy se ha conocido una muy interesante que está llevando a cabo la Universidad de Stanford: baterías que son capaces de repararse.

Hay que reconocer que, en los últimos años, hemos dado un importante salto en el campo de las baterías; sin embargo, aún nos queda un largo camino por recorrer si ponemos en el punto de mira a tecnologías emergentes como los vehículos eléctricos. Las baterías de iones de Litio y electrodos de Silicio nos ofrecen bastante autonomía y, por tanto, son capaces de almacenar bastante energía pero presentan un gran inconveniente: envejecen conforme se van usando.

Concretamente, el problema lo encontramos en los procesos de carga y descarga de las baterías. Cuando una batería se carga, los electrodos se expanden y crecen de tamaño. Una vez se comienza a usar la batería, y ésta se descarga, el material comienza a contraerse hasta alcanzar su tamaño original. Evidentemente, con los ciclos de carga y descarga, los electrodos sufren procesos de crecimiento y decrecimiento; una alteración física del material que puede provocar grietas en su estructura hasta que, definitivamente, se agrieta y se estropea por completo.

¿Y qué es lo que ha planteado Universidad de Stanford? Los investigadores tomaron como referencia algo tan cercano como el funcionamiento de la piel de un ser vivo y su capacidad de regenerarse. Básicamente, el planteamiento es ese, una batería que es capaz de repararse ella misma y ralentizar el deterioro de la estructura de los electrodos.

Para conseguir este objetivo, los investigadores han desarrollado un polímero similar a la "piel artificial" que se está probando en muchos robots; un material cuyas moléculas presentan unos enlaces "débiles" que se rompen cuando el electrodo de silicio se expande pero que, cuando el electrodo vuelve a su estado original, vuelven a atraerse y recomponer el material. Dicho de otra forma, el polímero es capaz de reforzar el material para que se recomponga y se minimicen las grietas que lo terminan resquebrajando (puesto que contribuye a una "unión más fuerte").

Evidentemente, aún estamos ante un prototipo experimental y queda camino por recorrer. Por ahora, el sistema solamente es capaz de soportar 100 ciclos de carga y descarga; un rendimiento que aún anda lejos de los 500 ciclos de carga de los dispositivos móviles o los 3.000 que se requieren en las baterías de los vehículos eléctricos pero que, sin duda, nos acerca a un sistema bastante prometedor.