Baterías Nanotecnológicas – Un Nuevo Futuro Energético

coches híbridos y utilizan paneles solares junto con fuentes de energía convencionales. Pero guardan rencor. ¿Cómo almacenar grandes cantidades de energía en las baterías? Los coches híbridos tienen baterías para el almacenamiento de energía. Pero esta energía no es suficiente para durar largas distancias y toma muchas horas indeseables para recargarse. La batería de almacenamiento no es muy útil durante la aceleración. La energía solar y el viento tampoco nos proporcionan energía a un ritmo constante. Nos dan energía intermitentemente. Sus dispositivos de almacenamiento también ocupan mucho espacio y dinero y, sin embargo, no parecen prometedores para el aumento de la demanda. Gary Rubloff, director del El NanoCenter de la Universidad de Maryland también está expresando la preocupación de un consumidor común, «Las fuentes de energía renovable como solar y wind proporcionan un suministro de energía variable en el tiempo, un tanto impredecible, que debe capturarse y almacenarse como energía eléctrica hasta que sea demandada. Los dispositivos convencionales para almacenar y suministrar energía eléctrica -baterías y condensadores- no pueden lograr la combinación necesaria de alta densidad de energía, alta potencia y recarga rápida que son esenciales para nuestro futuro energético».

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Científicos del NanoCentro de Maryland de la Universidad de Maryland han producido nuevos sistemas para almacenar energía eléctrica derivada de fuentes alternativas que son, en algunos casos, 10 veces más eficientes que los disponibles comercialmente.

Los dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica se pueden clasificar en tres grupos. Cada grupo tiene sus ventajas y desventajas. Las baterías, que consisten principalmente de iones de litio, acumulan grandes cantidades de energía pero no pueden permitirse una alta potencia o una recarga rápida. El segundo tipo son los condensadores electroquímicos (ECC). Su ventaja es que pueden ofrecer mayor potencia al precio de una densidad de energía relativamente más baja. El tercer dispositivo de almacenamiento son los condensadores electrostáticos (ESC). Almacenan la carga en las superficies de dos conductores. De esta manera son capaces de tener una alta potencia y una rápida recarga, pero al precio de una menor densidad de energía.

Los científicos están utilizando nuevos procesos para mejorar la capacidad de almacenamiento de los dispositivos. Cuentan con millones de nanoestructuras idénticas de formas peculiares que facilitarán el transporte de energía con la ayuda de electrones. Los electrones se mueven de un lado a otro y almacenan energía en una superficie muy grande. Todos estamos familiarizados con el hecho de que los materiales se comportan de acuerdo con las leyes físicas de la naturaleza. Los investigadores de Maryland están usando este hecho a su favor. Están utilizando combinaciones inusuales de estos comportamientos para producir millones y al final miles de millones de pequeñas nanoestructuras prácticamente indistinguibles. Se supone que estos reciben, almacenan y entregan energía eléctrica.

Los científicos se están concentrando en la auto-organización, la reacción autolimitada y los comportamientos de auto-alineación de las nanoestructuras. Rubloff aclara: «El objetivo de los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica es lograr simultáneamente una alta potencia y una alta densidad de energía para que los dispositivos puedan almacenar grandes cantidades de energía, suministrar esa energía a alta potencia y recargarse rápidamente (el complemento de la alta potencia)».

El equipo de investigación de Maryland está buscando nanocapacitores electrostáticos. Aumentan significativamente la densidad de almacenamiento de energía de estos dispositivos, en un factor de 10 por encima de la de los dispositivos disponibles en el mercado. Este avance pone a los dispositivos electrostáticos a un nivel de rendimiento competitivo con los condensadores electroquímicos.

El equipo de investigación está desde el principio construyendo la tecnología para fines comerciales. Su apariencia exterior sería como la de los paneles solares finos producidos a un coste económico. Se pueden colocar varios dispositivos de almacenamiento uno sobre el otro dentro de un sistema de baterías de coche. Para el almacenamiento de energía solar y eólica sueñan con la integración total con dispositivos de almacenamiento en la fabricación.

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