Tendencias21

Crean una batería transparente que se recarga con luz solar

En la búsqueda por mejorar el funcionamiento de las baterías que dan vida a los dispositivos electrónicos que nos rodean, un equipo de investigadores japoneses ha diseñado una batería de iones de litio que no sólo es casi transparente, sino que además se puede recargar directamente con luz solar. A diferencia de las convencionales, los espesores de los electrodos se reducen para alcanzar una alta transmisión de luz. Los creadores apuestan por su uso en ventanas fotovoltaicas, como dispositivo de captura y almacenamiento de energía de gran superficie. Por Patricia Pérez

Crean una batería transparente que se recarga con luz solar

La batería de iones de litio, también denominada Li-Ion, ha dominado desde su aparición el mercado de la electrónica de consumo, convirtiéndose en pieza clave de la mayoría de teléfonos móviles, ordenadores portátiles, tabletas y otros dispositivos que nos rodean. Su uso se popularizó frente a otras especialmente por la ligereza de sus componentes, su elevada capacidad energética y resistencia a la descarga, así como por la posibilidad de operar con un elevado número de ciclos de regeneración.

Sin embargo, no es el sistema perfecto para el almacenaje de energía, por lo que sigue siendo un reto aumentar su duración o mejorarla de algún modo. En ello ha estado inmerso en los últimos años un equipo de investigadores de la Universidad Kogakuin, en Japón, que ha desarrollado con éxito una batería de iones de litio que no sólo es casi transparente, sino que además se puede recargar con luz solar.

Según un artículo publicado en Techxplore, el proyecto comenzó hace apenas cuatro años en el seno de la Universidad de Stanford (EEUU), donde consiguieron crear una batería de iones de litio que era a la vez casi transparente y flexible. El equipo de Japón ha estado trabajando desde entonces con la nueva tecnología, presentando hace dos años su propia batería casi transparente que se recargaba con un panel solar externo. Ahora, han mejorado el sistema hasta permitir que se recargue por sí misma cuando se expone a la luz del sol.

El equipo, liderado por Mitsunobu Sato, profesor de Física Aplicada y rector además de la Universidad Kogakuin, ha mostrado su tecnología al mundo en Innovation Japan 2015, una feria recién celebrada en Tokio donde se presentaron los objetivos de la investigación y los posibles beneficios que su aplicación traerá consigo.

Célula fotovoltaica

El reto del proyecto era utilizar los mismos materiales de uso general en cualquiera de las baterías de ion de litio que dominan los teléfonos móviles y ordenadores portátiles actuales. Y así lo hicieron, reajustando el litio-ferrofosfato para el electrodo positivo y titanato de litio y hexafluorofosfato de litio para el electrodo negativo, por lo que la tecnología resultante no supone un coste añadido.

Como recoge un artículo en Nikkei Technology, la diferencia está en los óxidos, que son básicamente transparentes, y en los espesores de los electrodos positivo y negativo, que se reducen a 80 nm y 90 nm respectivamente para alcanzar una alta transmisión de luz. Como consecuencia, cuando la batería se expone al sol se opaca ligeramente, hasta aproximadamente un 30 por ciento de intensidad, reduciendo así la cantidad de luz que se filtra. El resultado es un aumento de la transmisión de luz aproximadamente al 60 por ciento y un voltaje de salida de 3.6V.

De este modo la batería actúa como una célula fotovoltaica, que a su vez funciona según un fenómeno físico básico denominado efecto fotoeléctrico. Según este, cuando un número suficiente de fotones impacta en una placa semiconductora, pueden ser absorbidos por los electrones que se encuentran en la superficie. Esa absorción de energía adicional permite a los electrones (cargados negativamente) liberarse de sus átomos y empezar a moverse, dejando espacios libres que ocupan otros.

Como resultado, una parte de la lámina tiene mayor concentración de electrones que la otra, lo que origina voltaje entre ambos lados. Al unir ambos lados con un cable eléctrico, los electrones fluyen de un lado al otro de la lámina, creando lo que se conoce como corriente eléctrica.

Concretamente en la feria tecnológica, el grupo mostró los resultados de un experimento en el que la carga y descarga óptica se repiten cinco veces mediante la aplicación de una luz ultravioleta cercana con una potencia de 10 mW / cm2, que equivale aproximadamente a 1/10 de luz solar.

Aplicaciones

Los investigadores plantean el uso de sus baterías transparentes de carga solar como ventanas «inteligentes» para casas u oficinas, que no sólo se oscurecerían automáticamente, sino que también se aprovecharían como dispositivo de captura y almacenamiento de energía de gran superficie para diferentes aplicaciones. Incluso no descartan su llegada en algún momento a la electrónica de consumo, con pantallas o incluso carcasas enteras fabricadas del mismo material, permitiendo el uso de teléfonos, tabletas y otros dispositivos al aire libre o bajo otro tipo de iluminación.

De momento continúan haciendo pruebas para asegurar su buen funcionamiento. Hasta ahora el prototipo ha superado un ciclo de 20 cargas y descargas, quizá una cantidad algo insuficiente para las exigencias del uso diario. Para hacernos una idea, las baterías de iones de litio actuales duran alrededor de 1.000 ciclos.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Rocas extrañas y el agua de mar habrían hecho habitable a la Tierra 4 marzo, 2022
    Una nueva teoría en torno a los primeros 500 millones de años de la Tierra indica que nuestro planeta pasó de ser una bola de fuego a una esfera repleta de vida gracias a rocas "extrañas" que interactuaron con el agua de mar de la manera correcta, para impulsar la existencia de materia biológica.
    Pablo Javier Piacente
  • El incendio en la central de Zaporiyia se produjo lejos de la zona nuclear 4 marzo, 2022
    El Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) de España ha aclarado que el incendio que se declaró hoy en la central nuclear de Zaporiyia se produjo en un simulador alejado de la zona nuclear, como consecuencia del impacto de un misil. El incendio, sofocado por el personal de las instalaciones, no ha afectado a su funcionamiento. […]
    Efe/T21
  • Las estrellas de neutrones podrían confirmar que la energía oscura es solo una ilusión 4 marzo, 2022
    La primera simulación de una fusión de estrellas de neutrones binarias podría servir para comprobar que la energía oscura es solo una ilusión. Según los científicos, los datos indicarían que fenómenos como la expansión acelerada del Universo no se explicarían por la acción de la energía oscura, sino por algunas modificaciones aún desconocidas de la […]
    Pablo Javier Piacente
  • No hay tiempo para dormir la siesta en la naturaleza 4 marzo, 2022
    El estudio del sueño en una manada de babuinos salvajes revela que sacrificar el sueño para satisfacer demandas apremiantes es común en la naturaleza, e incluso que podría ser parte de nuestra historia evolutiva humana.
    Redacción T21
  • Descubren cómo "respira" una estrella de neutrones mientras deglute a su compañera 3 marzo, 2022
    Los científicos han descubierto que las estrellas de neutrones pueden emitir al mismo tiempo vientos cálidos y fríos, en diferentes longitudes de onda, mientras se “alimentan” del material de otra estrella. Es la primera vez que se advierte este comportamiento en estos objetos cósmicos extremos.
    Pablo Javier Piacente
  • El supuesto agujero negro más cercano a la Tierra en realidad no existe 3 marzo, 2022
    En 2020, un equipo de astrónomos informó que a solo 1.000 años luz de distancia de la Tierra, en el sistema HR 6819, se encontraba el agujero negro más cercano a nosotros. Ahora, una nueva investigación parece haber comprobado que en realidad no existe ningún agujero negro en esa zona del cosmos. El estudio previo […]
    Pablo Javier Piacente
  • Stonehenge funcionaba como calendario solar hace 4.500 años 3 marzo, 2022
    Stonehenge era un calendario solar hace 4.500 años: los megalitos representan 12 meses de 30 días, más un mes extra de cinco días y un día bisiesto cada cuatro años. Las semanas eran de 10 días y el año se iniciaba con el solsticio de invierno.
    N+1/T21
  • La ciencia española rompe su silencio sobre Ucrania 3 marzo, 2022
    El Ministerio de Ciencia está revisando la colaboración científica española con Rusia como consecuencia de la invasión de Ucrania, al mismo tiempo que tres instituciones científicas de referencia en España recomiendan que se suspenda esa colaboración. Las academias europeas y del Grupo de los Siete, así como destacados astrónomos mundiales, se suman a la condena […]
    Redacción T21
  • Los entornos complejos provocaron el avance de la creatividad humana 2 marzo, 2022
    Según un nuevo estudio, los avances del ser humano moderno durante la Edad de Piedra Media en el sur de África son solamente la "punta del iceberg" del período que forjó el desarrollo del cerebro y la creatividad humana. Al parecer, los olvidados y sacrificados pueblos que habitaron zonas desérticas más al norte habrían conseguido […]
    Pablo Javier Piacente
  • Usarán rayos cósmicos para "escanear" a la Gran Pirámide de Guiza 2 marzo, 2022
    Con el propósito de descubrir a fondo los detalles de su estructura interna, un grupo de científicos utilizará los avances en física de alta energía (HIP) para escanear la Gran Pirámide de Guiza con muones de rayos cósmicos. El monumento, fiel representante de la grandeza del período de esplendor de la civilización egipcia, es la […]
    Pablo Javier Piacente