Un tipo de batería eléctrica recargable de más de cien años atrás podría renacer para diversas aplicaciones

Cada década, muchas tecnologías se quedan obsoletas, en algunos casos incluso antes de haber logrado tener un claro uso práctico. En contadas ocasiones, sin embargo, algunas de ellas vuelven a la vida bastante tiempo después, cuando se les descubren nuevas aplicaciones o cuando se logra dar con una solución viable para sus desventajas técnicas.

Ahora, podría tal vez haberle llegado una oportunidad de resucitar a la vieja batería eléctrica recargable de Thomas Edison, desarrollada hace más de un siglo.

Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford en California ha insuflado nueva vida a la añeja batería recargable de níquel-hierro.

Diseñada en la primera década del siglo XX para suministrar energía a vehículos eléctricos, la batería de Edison cayó en desuso en la década de 1970. Actualmente, sólo un pequeño número de compañías fabrican las baterías de níquel-hierro, principalmente para almacenar la electricidad sobrante de los paneles solares y las turbinas eólicas.

La batería de Edison es muy duradera pero tiene varias desventajas, tal como señala el químico Hongjie Dai de la universidad antes mencionada. Una batería típica de esta clase puede requerir muchas horas para cargarse, y la velocidad de descarga también es muy lenta.

Ahora, Dai y sus colegas en Stanford han mejorado sustancialmente el rendimiento de esta tecnología de un siglo de antigüedad. Estos investigadores han creado una batería de níquel-hierro ultrarrápida que puede cargarse por completo en aproximadamente 2 minutos y, si es necesario, descargarse en menos de 30 segundos.

El equipo de Dai y Hailiang Wang ha aumentado la velocidad de carga y descarga en casi mil veces.


Con este perfeccionamiento, la batería, barata y de alto rendimiento, puede que algún día se use para ayudar a energizar a los vehículos eléctricos, de un modo no muy distinto a como pensó Edison originalmente.

Edison, aunque muy cuestionado en años recientes por sus métodos, sí fue al menos un visionario indiscutible en muchas áreas de la tecnología. Por ejemplo, fue uno de los primeros defensores de los vehículos propulsados exclusivamente por electricidad, y eso le movió a empezar comercializar la batería de níquel-hierro. Se usó en primitivos automóviles eléctricos aproximadamente hasta 1920. La larga vida y la alta fiabilidad de la batería la convirtieron en una popular fuente auxiliar de energía para el sector ferroviario, en sitios aislados como minas, y para otros sectores industriales, hasta que a mediados del siglo XX se inició su declive.

Edison creó la batería del níquel-hierro como una alternativa barata a las corrosivas baterías de plomo-ácido. Su diseño básico consiste en dos electrodos (un cátodo hecho de níquel y un ánodo hecho de hierro) bañados en una solución alcalina. Y muy importante: tanto el níquel como el hierro son elementos abundantes en la Tierra y de bajo peligro tóxico.

Durante mucho tiempo, el carbono se ha usado para incrementar la conductividad eléctrica de los electrodos. Para mejorar el rendimiento de la batería de Edison, el equipo de la Universidad de Stanford usó grafeno (láminas de carbono de dimensiones nanométricas y de sólo un átomo de espesor) y nanotubos de carbono de pared múltiple, cada uno conformado por aproximadamente 10 hojas concéntricas de grafeno enrolladas una sobre otra.

Valiéndose de una nueva técnica basada en estos componentes, el equipo de investigación ha conseguido que las cargas eléctricas se muevan mucho más rápido entre los electrodos y el exterior. El resultado es una versión ultraveloz de la batería de níquel-hierro, capaz de cargarse y descargarse en un intervalo muy corto de tiempo.

La batería prototipo de 1 voltio desarrollada en el laboratorio de Dai sólo tiene suficiente energía para alimentar una linterna eléctrica. La meta de los investigadores es fabricar una batería más grande que podría usarse para el almacenamiento de electricidad en infraestructuras de redes de suministro eléctrico, así como para muchas otras aplicaciones.

En cuanto a su uso en automóviles eléctricos, la batería de Edison perfeccionada no es probablemente la opción idónea para energizar en exclusiva a un vehículo eléctrico, debido a que su densidad de energía no es la ideal. Sin embargo, la batería podría ser un componente apropiado para por ejemplo permitir a los vehículos eléctricos acelerar con una rapidez comparable a los de gasolina.