Nueva técnica para medir el estado de carga de pilas que no requiere contacto con ellas

Las baterías recargables son una pieza decisiva de muchas nuevas tecnologías y de ellas depende, por ejemplo, garantizar un uso muchísimo mayor de energías renovables. Almacenar a bajo costo energía solar para su uso de noche, o eólica para emplearla cuando no sopla el viento, es una de las funciones clave en cuya optimización se trabaja. Otra función de enorme importancia es energizar vehículos eléctricos, teléfonos móviles y ordenadores portátiles.

Unos científicos de la Universidad Johannes Gutenberg y del Instituto Helmholtz de Maguncia, ambas instituciones en Alemania, han presentado ahora un método sin contacto físico para medir el estado de carga, los defectos y las pérdidas de capacidad en baterías de iones de litio.

Dmitry Budker y sus colegas suelen utilizar la magnetometría atómica para explorar cuestiones fundamentales de la física, incluyendo la búsqueda de nuevas partículas subatómicas. “Magnetometría” es el término utilizado para describir la medición de los campos magnéticos. Un ejemplo simple de instrumento de magnetometría es la brújula, en la cual el campo magnético de la Tierra hace que su aguja apunte al norte.

El equipo integrado, entre otros, por Budker, Yinan Hu y Arne Wickenbrock, emplea ahora magnetómetros atómicos para medir el campo magnético alrededor de celdas de batería.

"Nuestra técnica funciona esencialmente de la misma manera que la resonancia magnética, pero es mucho más simple porque utilizamos magnetómetros atómicos", explica Wickenbrock. La nueva técnica permite mediciones rápidas y de alta sensibilidad.

Yinan Hu sosteniendo una celda de batería, junto a un dispositivo que mide el estado de carga. (Foto: © Arne Wickenbrock)

Los magnetómetros atómicos son magnetómetros que utilizan átomos en forma gaseosa como sondas para un campo magnético. Están disponibles comercialmente y se utilizan en aplicaciones industriales así como en la investigación fundamental.

En el caso de las mediciones de baterías, estas se colocan en un campo magnético de fondo. Las baterías alteran este campo magnético de fondo y el cambio se mide con magnetómetros atómicos. "El cambio nos da información sobre el estado de carga de la batería, sobre cuánta carga queda en la batería y sobre posibles daños", explica Wickenbrock. "El proceso es rápido y, en nuestra opinión, puede ser fácilmente integrado en los procesos de producción".

Con respecto a esto último, las noticias recurrentes de lesiones graves de usuarios como resultado de la explosión de cigarrillos electrónicos y las restricciones para llevar ciertos tipos de teléfonos celulares en los aviones muestran la importancia de disponer de una técnica adecuada para detectar defectos en las celdas de batería. (Fuente: NCYT Amazings)