A comienzos de 1900, en Estados Unidos circulaban m\u00e1s coches el\u00e9ctricos e h\u00edbridos que de gasolina. El gran cuello de botella era la bater\u00eda de plomo\u2011\u00e1cido. Pesada, cara y con apenas unos 30 millas de autonom\u00eda, unos 50 kil\u00f3metros.<\/p>\n\n\n\n
Edison estaba convencido de que la movilidad el\u00e9ctrica era el futuro y apost\u00f3 por una alternativa basada en n\u00edquel y hierro. Su objetivo era llegar a unas 100 millas de alcance, en torno a 160 kil\u00f3metros, y recargar en unas siete horas, que en aquella \u00e9poca era un tiempo razonable.<\/p>\n\n\n\n
Entonces \u00bfpor qu\u00e9 no triunf\u00f3 su idea? Por un lado, la bater\u00eda liberaba hidr\u00f3geno durante la carga, con los problemas de seguridad que eso implica. Por otro, los motores de combusti\u00f3n mejoraban a gran velocidad y ofrec\u00edan m\u00e1s autonom\u00eda y comodidad. La historia se inclin\u00f3 hacia la gasolina y la bater\u00eda de n\u00edquel\u2011hierro qued\u00f3 relegada a un papel casi anecd\u00f3tico durante d\u00e9cadas.<\/p>\n\n\n\n
M\u00e1s de un siglo despu\u00e9s, un consorcio de universidades liderado por UCLA y la Universidad Tarbiat Modares ha vuelto a esa vieja qu\u00edmica de n\u00edquel\u2011hierro con herramientas del siglo XXI. El resultado es un dispositivo h\u00edbrido de almacenamiento de energ\u00eda que se recarga en cuesti\u00f3n de segundos y mantiene su rendimiento tras m\u00e1s de 12.000 ciclos completos de carga y descarga.<\/p>\n\n\n\n
La idea base es sencilla de explicar. Los investigadores utilizan prote\u00ednas procedentes de subproductos de la industria c\u00e1rnica como si fueran un andamio. Sobre esas prote\u00ednas crecen diminutos grupos de \u00e1tomos de n\u00edquel para el electrodo positivo y de hierro para el negativo. Son nanocl\u00fasteres de menos de cinco nan\u00f3metros. Para hacerse una idea, har\u00edan falta entre 10.000 y 20.000 de estos grupos alineados para igualar el grosor de un cabello humano.<\/p>\n\n\n\n
Estas prote\u00ednas se combinan con \u00f3xido de grafeno, un material bidimensional formado por l\u00e1minas de carbono de un solo \u00e1tomo de grosor. Despu\u00e9s se aplica calor en agua y posteriormente a alta temperatura. En ese proceso las prote\u00ednas se carbonizan y el \u00f3xido de grafeno se reduce, atrapando los nanocl\u00fasteres met\u00e1licos en una estructura tipo aerogel que est\u00e1 formada en torno al 99 por ciento por aire. Cuanto m\u00e1s hueca y porosa es la estructura, m\u00e1s superficie queda disponible para que ocurran las reacciones de la bater\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
El coautor Maher El\u2011Kady resume que la gracia del m\u00e9todo es que, pese a sonar a alta tecnolog\u00eda, el proceso usa ingredientes comunes y pasos t\u00e9rmicos relativamente sencillos. En sus palabras, la nanotecnia aqu\u00ed es \u00absorprendentemente simple y directa\u00bb.<\/p>\n\n\n\n
La gran ventaja de este dise\u00f1o no es tanto cu\u00e1nta energ\u00eda almacena por kilo, sino c\u00f3mo la entrega. Al ser tan peque\u00f1os, casi todos los \u00e1tomos de cada nanocl\u00faster participan en la reacci\u00f3n. En la pr\u00e1ctica esto significa cargas y descargas mucho m\u00e1s r\u00e1pidas, una eficiencia alta y una degradaci\u00f3n muy lenta con el paso de los ciclos.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfSignifica esto que veremos pronto coches el\u00e9ctricos con bater\u00edas de n\u00edquel\u2011hierro al estilo Edison? De momento no. Los propios investigadores reconocen que la densidad energ\u00e9tica sigue por debajo de las bater\u00edas de ion-litio actuales<\/a>, las que ya llevan los veh\u00edculos el\u00e9ctricos. En un coche, donde cada kilo cuenta para la autonom\u00eda, esta qu\u00edmica todav\u00eda tiene desventaja.<\/p>\n\n\n\n Donde s\u00ed encaja bien es en aplicaciones estacionarias<\/a>. Por ejemplo, para almacenar los excedentes de las plantas solares<\/a> cuando el sol pega fuerte y la demanda es baja, y soltar esa energ\u00eda horas despu\u00e9s, cuando la gente llega a casa y enciende luces, electrodom\u00e9sticos o el aire acondicionado. Tambi\u00e9n podr\u00eda servir como respaldo r\u00e1pido en centros de datos y otras infraestructuras cr\u00edticas, donde un corte de luz de segundos puede salir muy caro.<\/p>\n\n\n\n Hay adem\u00e1s un matiz ambiental importante. Esta bater\u00eda usa principalmente hierro y n\u00edquel, metales abundantes y relativamente poco t\u00f3xicos. Esto permite evitar parte de los problemas sociales y ecol\u00f3gicos asociados a la miner\u00eda de litio y, sobre todo, de cobalto, muy presentes en algunas bater\u00edas actuales. Y al tratarse de un sistema muy duradero, que puede funcionar durante d\u00e9cadas, se reduce la necesidad de sustituir y reciclar bater\u00edas con tanta frecuencia.<\/p>\n\n\n\n El trabajo que firma, entre otros, el grupo de Ric Kaner en UCLA y colegas de Ir\u00e1n, China y Egipto demuestra que la vieja intuici\u00f3n de Edison no iba desencaminada. Pero los propios autores admiten que a\u00fan falta pasar del laboratorio a sistemas piloto a gran escala. Entre las siguientes tareas est\u00e1 probar otros metales, buscar alternativas de origen vegetal a las prote\u00ednas bovinas y estudiar c\u00f3mo escalar la fabricaci\u00f3n sin disparar los costes.<\/p>\n\n\n\n Para el lector que mira su factura de la luz y se pregunta cu\u00e1ndo notar\u00e1 estos avances, la respuesta prudente es que todav\u00eda llevar\u00e1 tiempo. La buena noticia es que la ciencia de materiales va abriendo opciones para almacenar mejor la energ\u00eda renovable que ya producimos, algo clave si queremos que el viento y el sol sostengan cada vez m\u00e1s nuestro sistema el\u00e9ctrico<\/a>.<\/p>\n\n\n\n El estudio cient\u00edfico oficial, titulado \u00abProtein\u2011Templated Fe and Ni Subnanoclusters for Advanced Energy Storage and Electrocatalysis\u00bb, se ha publicado en la revista cient\u00edfica Small<\/em><\/a>.<\/p>\n\n\n\n Foto: Maher El-Kady \/ UCLA<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" A comienzos de 1900, en Estados Unidos circulaban m\u00e1s coches el\u00e9ctricos e h\u00edbridos que de gasolina. El gran cuello de … <\/p>\nLo que viene ahora<\/h2>\n\n\n\n