Coches eléctricos que se recargan en segundos e circulan centos de quilómetros sen pasar polo enchufe. Sistemas solares ou eólicos que achegan a cantidade necesaria de enerxía en calquera momento. Aparellos electrónicos cunha autonomía enerxética de semanas. Os acumuladores, unha especie de baterías, poderían facer realidade estes desexos nun futuro próximo. Así o cren diversos equipos de investigación internacionais, que basean o seu traballo en varios sistemas, como a nanotecnoloxía.
En busca da batería idónea
As enerxías renovables e os vehículos eléctricos teñen un punto débil en común: a falta de sistemas de almacenamento enerxéticos fiables, de gran capacidade e baratos. As tecnoloxías solares ou eólicas poderían cubrir en teoría todas as necesidades enerxéticas da humanidade, pero son moi irregulares. Nalgunhas ocasións xeran tanta enerxía que non se pode aproveitar, mentres que noutras non producen nada porque non hai vento ou sol. Para o seu popularización faría falta conservar a enerxía extra en grandes cantidades e utilizala no momento e o tempo necesarios. Neste momento isto non é posible.
Os acumuladores poderían substituír ás actuais baterías de litio e dispor de moitas maiores prestacións
Os vehículos eléctricos teñen un problema similar. As súas baterías non poden competir en prezo ou potencia cos motores de combustible convencionais, pero sobre todo pola súa autonomía e o seu tempo de recarga: estes coches necesitan enchufarse varias horas para percorrer distancias curtas antes de quedar sen enerxía.
Os acumuladores poderían ser a solución. Inventados fai case tres séculos, na actualidade o seu uso como condensadores nos aparellos electrónicos é un dos máis comúns. Mentres que as baterías ou as pilas baséanse en reaccións químicas para producir electricidade, os acumuladores manteñen os electróns como unha carga física e, por iso, son capaces de realizar fluxos rápidos de enerxía.
Imagen: Sang Bok LeeUn inconveniente frea a súa xeneralización: a cantidade de electricidade que poden almacenar en relación ao seu peso é pequena. Para lograr a mesma cantidade de enerxía eléctrica que unha batería de 400 quilos, necesítase un acumulador de oito toneladas. Demasiado peso para un coche eléctrico.
Agora ben, esta limitación podería superarse nos próximos anos e converterse así no medio de almacenamento enerxético anhelado. Así o cren polo menos varios equipos de investigación de universidades e empresas de todo o mundo, que traballan en diversos modelos.
Acumuladores “nano”
Unha posible vía que parece espertar máis expectativas é o uso de nanomateriales (do tamaño dunha milmillonésima parte dun metro). Nesta carreira figuran varios competidores. Entre eles a empresa Intel, consciente de que non pode limitarse a fabricar os seus famosos microchips. O seu laboratorio de I+D traballa en varios sistemas que poden ser o futuro do seu sector, como a electricidade sen cables ou os citados acumuladores. Nun destes proxectos, o seu responsable, Tom Aldridge, recoñece que aínda é pronto para falar de resultados, pero confía en que os acumuladores poderían substituír ás actuais baterías de litio e dispor de moitas maiores prestacións, tanto para aparellos electrónicos como para vehículos eléctricos.
O carbono e outras moléculas demostraron unha incrible capacidade para almacenar enerxía e hidróxeno a escala nano
No Instituto Politécnico Rensselaer (RPI), en Troy, Nova York, o equipo de Doug Chrisey creou un composite, un novo material cerámico co obxectivo de que se converta nun acumulador máis pequeno, lixeiro e eficiente que as actuais baterías. O material estruturouse en múltiples nanocapas e os seus responsables esperan que poida servir para múltiples aplicacións, desde o almacenamento de enerxías renovables ata a base de aparellos electrónicos.
Gary Rubloff, director do NanoCenter da Universidade de Maryland (EE.UU.), e o seu colaborador, o profesor Sang Bok Le, desenvolveron un método, baseado en millóns de nanoestructuras, que mellora a eficiencia destes dispositivos de almacenamento. Rubloff e Le sinalan que traballan para que estes acumuladores sexan a base para futuros paneis solares ultrafinos e de baixo custo.
O carbono e outras moléculas demostraron unha incrible capacidade de almacenar enerxía e hidróxeno a escala nano. Sábeno ben a enxeñeira química Paula Hammond e o enxeñeiro mecánico Yang-Shao-Horn, do Instituto Tecnolóxico de Massachusetts (MIT), en EE.UU. Estes investigadores crearon unhas láminas ultradelgadas baseadas en nanotubos de carbono que poderían dar lugar a super “baterías” e acumuladores eléctricos.
Outro investigador do MIT, Joel Schindall, traballa na mellora dos ultra-acumuladores. Estes dispositivos desenvolvéronse nos anos sesenta e utilízanse nalgúns aparellos electrónicos, pero as súas prestacións son aínda moi limitadas. Algúns expertos apuntan un interesante futuro. Cos avances necesarios, poderían conseguir tempos de carga moi rápidos, unha menor contaminación grazas á redución de materiais químicos tóxicos e a unha vida útil moi longa, e unha maior seguridade, xa que se quentan menos.
Outras investigacións pioneiras
Xapón é tamén pioneiro no desenvolvemento deste tipo de sistemas. O investigador Okamura Michio traballa desde os anos noventa na tecnoloxía ECaSS, que mellorou as prestacións dos actuais acumuladores. A compañía Fonda proba este sistema nos seus vehículos e serviu de base para un novo acumulador, creado pola multinacional JEOL, especializada en equipamentos científicos.
A citada Fonda e Toyota traballan tamén nos coñecidos como acumuladores celulares de membrana de polímero electrolítico (PEMFC). Os seus responsables crearon varios prototipos de vehículos alimentados con este sistema, pero o seu elevado prezo afástaos dunha posible comercialización.
