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Si bien los teléfonos inteligentes , las casas inteligentes e incluso los dispositivos portátiles inteligentes están cada vez más avanzados, todavía están limitados por el poder. La batería no ha avanzado en décadas. Pero estamos al borde de una revolución de poder.

Las grandes compañías tecnológicas y de automóviles son muy conscientes de las limitaciones de las baterías de iones de litio. Si bien los chips y los sistemas operativos se están volviendo más eficientes para ahorrar energía, solo estamos viendo uno o dos días de uso en un teléfono inteligente antes de tener que recargar.

Si bien puede pasar algún tiempo antes de que podamos sacar una semana de vida de nuestros teléfonos, el desarrollo está progresando bien. Hemos recopilado los mejores descubrimientos de baterías que podrían estar con nosotros pronto, desde la carga por aire hasta la recarga súper rápida de 30 segundos. Con suerte, pronto verás esta tecnología en tus gadgets.

SVOLT presenta baterías sin cobolt para vehículos eléctricos

Si bien las propiedades reductoras de emisiones de los vehículos eléctricos son ampliamente aceptadas, todavía existe controversia en torno a las baterías, particularmente el uso de metales de tierras raras como el cobolt. SVOLT, con sede en Changzhou, China, ha anunciado que ha fabricado baterías sin cobolt diseñadas para el mercado de vehículos eléctricos. Además de reducir los metales de tierras raras, la compañía afirma que tienen una mayor densidad de energía, lo que podría resultar en rangos de hasta 800 km (500 millas) para automóviles eléctricos, al tiempo que alarga la vida útil de la batería y aumenta la seguridad. No sabemos exactamente dónde veremos estas baterías, pero la compañía ha confirmado que está trabajando con un gran fabricante europeo.

Timo Ikonen, University of Eastern Finland

Un paso más cerca de las baterías de iones de litio de ánodo de silicio

Buscando superar el problema del silicio inestable en las baterías de iones de litio, los investigadores de la Universidad del Este de Finlandia han desarrollado un método para producir un ánodo híbrido, utilizando micropartículas de silicio mesoporosas y nanotubos de carbono. En última instancia, el objetivo es reemplazar el grafito como el ánodo en las baterías y usar silicio, que tiene diez veces la capacidad. El uso de este material híbrido mejora el rendimiento de la batería, mientras que el material de silicio se produce de manera sostenible a partir de cenizas de cáscara de cebada.

Monash University

Las baterías de litio-azufre podrían superar el rendimiento de iones de litio, tener un menor impacto ambiental

Los investigadores de la Universidad de Monash han desarrollado una batería de litio-azufre que puede alimentar un teléfono inteligente durante 5 días, superando el rendimiento del ion de litio. Los investigadores han fabricado esta batería, tienen patentes y el interés de los fabricantes. El grupo tiene fondos para más investigación en 2020, diciendo que continuará la investigación en automóviles y el uso de la red.

Se dice que la nueva tecnología de batería tiene un impacto ambiental menor que el de iones de litio y menores costos de fabricación, al tiempo que ofrece el potencial de alimentar un vehículo durante 1000 km (620 millas) o un teléfono inteligente durante 5 días.

La batería de IBM proviene del agua de mar y supera el rendimiento de iones de litio

IBM Research informa que ha descubierto una nueva química de la batería que está libre de metales pesados como el níquel y el cobalto y podría potencialmente superar el rendimiento del ion de litio. IBM Research dice que esta química nunca antes se había usado en combinación con una batería y que los materiales se pueden extraer del agua de mar.

El rendimiento de la batería es prometedor, ya que IBM Research dice que puede superar el rendimiento de iones de litio en una serie de áreas diferentes: es más barato de fabricar, puede cargar más rápido que el ión de litio y puede aportar mayor potencia y energía densidades Todo esto está disponible en una batería con baja inflamabilidad de los electrolitos.

IBM Research señala que estas ventajas harán que su nueva tecnología de batería sea adecuada para vehículos eléctricos, y está trabajando con Mercedes-Benz, entre otros, para desarrollar esta tecnología en una batería comercial viable.

Panasonic

Sistema de gestión de batería Panasonic

Si bien las baterías de iones de litio están en todas partes y están creciendo en casos de uso, la gestión de esas baterías, incluida la determinación de cuándo esas baterías han llegado al final de su vida útil, es difícil. Panasonic, en colaboración con el profesor Masahiro Fukui de la Universidad Ritsumeikan, ha presentado una nueva tecnología de gestión de baterías que facilitará mucho más el control de las baterías y determinar el valor residual de iones de litio en ellas.

Panasonic dice que su nueva tecnología se puede aplicar fácilmente con un cambio en el sistema de administración de la batería, lo que facilitará el monitoreo y la evaluación de las baterías con múltiples celdas apiladas, el tipo de cosas que puede encontrar en un automóvil eléctrico. Panasonic dice que este sistema ayudará a impulsar la sostenibilidad al gestionar mejor la reutilización y el reciclaje de las baterías de iones de litio.

Modulación de temperatura asimétrica

La investigación ha demostrado un método de carga que nos lleva un paso más cerca de la carga extremadamente rápida, XFC, que tiene como objetivo entregar 200 millas de autonomía en aproximadamente 10 minutos con una carga de 400kW. Uno de los problemas con la carga es el recubrimiento de Li en las baterías, por lo que el método de modulación de temperatura asimétrica se carga a una temperatura más alta para reducir el recubrimiento, pero limita eso a ciclos de 10 minutos, evitando el crecimiento de interfase de electrolitos sólidos, lo que puede reducir la vida útil de la batería. Se informa que el método reduce la degradación de la batería mientras permite la carga XFC.

Pocket-lint

La batería de arena ofrece tres veces más duración

Este tipo alternativo de batería de iones de litio utiliza silicio para lograr un rendimiento tres veces mejor que las baterías de iones de litio de grafito actuales. La batería sigue siendo de iones de litio como la que se encuentra en su teléfono inteligente, pero utiliza silicio en lugar de grafito en los ánodos.

Los científicos de la Universidad de California Riverside se han centrado en el nano silicio durante un tiempo, pero se ha degradado demasiado rápido y es difícil de producir en grandes cantidades. Mediante el uso de arena, se puede purificar, pulverizar y luego triturar con sal y magnesio antes de calentarlo para eliminar el oxígeno que produce silicio puro. Esto es poroso y tridimensional, lo que ayuda en el rendimiento y, potencialmente, la vida útil de las baterías. Originalmente retomamos esta investigación en 2014 y ahora está llegando a buen término.

Silanano es una startup de tecnología de baterías que está llevando esta técnica al mercado y ha visto una gran inversión de compañías como Daimler y BMW. La compañía dice que su solución se puede incluir en la fabricación de baterías de iones de litio existentes, por lo que está preparada para una implementación escalable, prometiendo un aumento del rendimiento de la batería del 20% ahora, o del 40% en el futuro cercano.

Capturando energía de Wi-Fi

Si bien la carga inductiva inalámbrica es común, poder capturar energía del Wi-Fi u otras ondas electromagnéticas sigue siendo un desafío. Sin embargo, un equipo de investigadores ha desarrollado una rectenna (antena de recolección de ondas de radio) que solo piensan varios átomos, lo que la hace increíblemente flexible.

La idea es que los dispositivos puedan incorporar esta rectenna a base de disulfuro de molibdeno para que la energía de CA se pueda obtener de Wi-Fi en el aire y convertirse en CC, ya sea para recargar una batería o alimentar un dispositivo directamente. Eso podría ver píldoras médicas energizadas sin la necesidad de una batería interna (más segura para el paciente) o dispositivos móviles que no necesitan estar conectados a una fuente de alimentación para recargarse.

Energía cosechada del propietario del dispositivo

Podría ser la fuente de energía para su próximo dispositivo, si la investigación sobre TENGs llega a buen término . Un TENG, o nanogenerador triboeléctrico, es una tecnología de recolección de energía que captura la corriente eléctrica generada por el contacto de dos materiales.

Un equipo de investigación en el Instituto de Tecnología Avanzada de Surrey y la Universidad de Surrey han dado una idea de cómo esta tecnología podría implementarse para impulsar cosas como dispositivos portátiles. Si bien estamos lejos de verlo en acción, la investigación debería brindar a los diseñadores las herramientas que necesitan para comprender y optimizar de manera efectiva la futura implementación de TENG.

Baterías de nanocables de oro

Grandes mentes de la Universidad de California en Irvine han agrietado las baterías de nanocables que pueden soportar una gran recarga. El resultado podría ser futuras baterías que no mueren.

Los nanocables, mil veces más delgados que un cabello humano, representan una gran posibilidad para futuras baterías. Pero siempre se han averiado al recargar. Este descubrimiento utiliza nanocables de oro en un electrolito de gel para evitar eso. De hecho, estas baterías se probaron recargando más de 200,000 veces en tres meses y no mostraron degradación en absoluto.

Ion de litio en estado sólido

Las baterías de estado sólido tradicionalmente ofrecen estabilidad, pero a costa de las transmisiones de electrolitos. Un artículo publicado por científicos de Toyota escribe sobre sus pruebas de una batería de estado sólido que utiliza conductores superiónicos de sulfuro. Todo esto significa una batería superior.

El resultado es una batería que puede funcionar a niveles de supercondensadores para cargarse o descargarse por completo en solo siete minutos, lo que la hace ideal para automóviles. Dado que su estado sólido también significa que es mucho más estable y seguro que las baterías actuales. La unidad de estado sólido también debería ser capaz de trabajar en menos de 30 grados centígrados y hasta cien.

Los materiales electrolíticos aún plantean desafíos, por lo que no espere verlos pronto en los automóviles, pero es un paso en la dirección correcta hacia baterías más seguras y de carga más rápida.

Baterías de grafeno Grabat

Las baterías de grafeno tienen el potencial de ser una de las más superiores disponibles. Grabat ha desarrollado baterías de grafeno que podrían ofrecer a los autos eléctricos un rango de manejo de hasta 500 millas con una carga.

Graphenano , la compañía detrás del desarrollo, dice que las baterías se pueden cargar por completo en solo unos minutos y pueden cargarse y descargarse 33 veces más rápido que el ion de litio. La descarga también es crucial para cosas como los automóviles que desean grandes cantidades de energía para alejarse rápidamente.

No se sabe si las baterías Grabat se están utilizando actualmente en algún producto, pero la compañía tiene baterías disponibles para automóviles, drones, bicicletas e incluso para el hogar.

Micro supercondensadores fabricados con láser

Rice Univeristy

Los científicos de la Universidad de Rice han hecho un gran avance en micro-supercondensadores. Actualmente, son caros de fabricar, pero usan láseres que pronto podrían cambiar.

Al usar láseres para quemar patrones de electrodos en láminas de plástico, los costos de fabricación y el esfuerzo disminuyen enormemente. El resultado es una batería que puede cargarse 50 veces más rápido que las baterías actuales y descargarse incluso más lentamente que los supercondensadores actuales. Incluso son resistentes, capaces de trabajar después de haber sido doblados más de 10,000 veces en las pruebas.

Baterías de espuma

Prieto cree que el futuro de las baterías es 3D. La compañía ha logrado romper esto con su batería que usa un sustrato de espuma de cobre.

Esto significa que estas baterías no solo serán más seguras, gracias a que no tienen electrolitos inflamables, sino que también ofrecerán una vida útil más larga, una carga más rápida, una densidad cinco veces mayor, serán más baratas de fabricar y serán más pequeñas que las ofertas actuales.

Prieto tiene como objetivo colocar sus baterías en artículos pequeños primero, como dispositivos portátiles. Pero dice que las baterías se pueden ampliar para que podamos verlas en los teléfonos e incluso en los automóviles en el futuro.

Carphone Warehouse

La batería plegable es similar al papel pero resistente

La batería Jenax J.Flex ha sido desarrollada para hacer posibles dispositivos flexibles. La batería tipo papel puede plegarse y es resistente al agua, lo que significa que se puede integrar en la ropa y en los dispositivos portátiles.

La batería ya se ha creado e incluso se ha probado su seguridad, incluso se ha plegado más de 200,000 veces sin perder rendimiento.

Nick Bilton/The New York Times

Ubee sobre el aire cargando

uBeam usa ultrasonido para transmitir electricidad. La energía se convierte en ondas de sonido, inaudibles para humanos y animales, que se transmiten y luego se convierten de nuevo en energía al llegar al dispositivo.

El concepto de uBeam fue encontrado por Meredith Perry, graduada en astrobiología de 25 años. Comenzó la compañía que hará posible cargar dispositivos por el aire usando una placa de 5 mm de espesor. Estos transmisores pueden fijarse a las paredes o convertirse en arte decorativo para transmitir energía a teléfonos inteligentes y computadoras portátiles. Los dispositivos solo necesitan un receptor delgado para recibir la carga.

StoreDot

StoreDot carga móviles en 30 segundos

StoreDot , una start-up nacida del departamento de nanotecnología de la Universidad de Tel Aviv, ha desarrollado el cargador StoreDot. Funciona con los teléfonos inteligentes actuales y utiliza semiconductores biológicos hechos de compuestos orgánicos naturales conocidos como péptidos, cadenas cortas de aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas.

El resultado es un cargador que puede recargar teléfonos inteligentes en 60 segundos. La batería comprende "compuestos orgánicos no inflamables encerrados en una estructura de protección de seguridad multicapa que evita el sobrevoltaje y el calentamiento", por lo que no debería haber problemas con su explosión.

La compañía también reveló planes para construir una batería para vehículos eléctricos que se cargue en cinco minutos y ofrezca un alcance de 300 millas.

No se sabe cuándo las baterías de StoreDot estarán disponibles a escala global, esperábamos que llegaran en 2017, pero cuando lo hagan, esperamos que se vuelvan increíblemente populares.

Pocket-lint

Cargador solar transparente

Alcatel ha demostrado un teléfono móvil con un panel solar transparente sobre la pantalla que permitiría a los usuarios cargar su teléfono simplemente colocándolo al sol.

Aunque no es probable que esté disponible comercialmente por algún tiempo, la compañía espera que pueda resolver los problemas diarios de nunca tener suficiente batería. El teléfono funcionará con luz solar directa, así como con luces estándar, de la misma manera que los paneles solares normales.

Phienergy

La batería de aluminio y aire proporciona una carga de 1,100 millas con una carga

Un automóvil ha logrado conducir 1,100 millas con una sola carga de batería . El secreto de esta súper gama es un tipo de tecnología de batería llamada aluminio-aire que usa oxígeno del aire para llenar su cátodo. Esto lo hace mucho más liviano que las baterías de iones de litio llenas de líquido para darle al automóvil un alcance mucho mayor.

Bristol Robotics Laboratory

Baterías con orina

La Fundación Bill Gates está financiando más investigaciones del Laboratorio Robótico de Bristol, que descubrió baterías que pueden funcionar con orina . Es lo suficientemente eficiente como para cargar un teléfono inteligente que los científicos ya han mostrado. pero como funciona?

Usando una pila de combustible microbiana, los microorganismos toman la orina, la descomponen y generan electricidad.

Sonido

Investigadores en el Reino Unido han construido un teléfono que puede cargarse usando el sonido ambiental en la atmósfera que lo rodea.

El teléfono inteligente se construyó utilizando un principio llamado efecto piezoeléctrico. Se crearon nanogeneradores que recogen el ruido ambiental y lo convierten en corriente eléctrica.

Los nanorods incluso responden a la voz humana, lo que significa que los usuarios móviles habladores en realidad podrían alimentar su propio teléfono mientras hablan.

Carga veinte veces más rápida, batería de carbono dual Ryden

Power Japan Plus ya ha anunciado esta nueva tecnología de batería llamada Ryden dual carbon . No solo durará más y se cargará más rápido que el litio, sino que se puede fabricar utilizando las mismas fábricas donde se fabrican las baterías de litio.

Las baterías usan materiales de carbono, lo que significa que son más sostenibles y ecológicos que las alternativas actuales. También significa que las baterías se cargarán veinte veces más rápido que el ion de litio. También serán más duraderos, con la capacidad de durar hasta 3.000 ciclos de carga, además son más seguros con menos posibilidades de incendio o explosión.

Baterías de iones de sodio

Los científicos en Japón están trabajando en nuevos tipos de baterías que no necesitan litio como la batería de su teléfono inteligente. Estas nuevas baterías usarán sodio, uno de los materiales más comunes en el planeta en lugar de litio raro, y serán hasta siete veces más eficientes que las baterías convencionales.

La investigación sobre las baterías de iones de sodio se ha estado llevando a cabo desde los años ochenta en un intento por encontrar una alternativa más barata al litio. Al usar sal, el sexto elemento más común en el planeta, las baterías pueden hacerse mucho más baratas. Se espera que comience a comercializar las baterías para teléfonos inteligentes, automóviles y más en los próximos cinco a 10 años.

Upp

Cargador de pila de combustible de hidrógeno Upp

El cargador portátil de pila de combustible de hidrógeno Upp ya está disponible. Utiliza hidrógeno para alimentar su teléfono, manteniéndolo alejado del cinturón y siendo respetuoso con el medio ambiente.

Una celda de hidrógeno proporcionará cinco cargas completas de un teléfono móvil (25 Wh de capacidad por celda). Y el único subproducto producido es el vapor de agua. Una toma USB tipo A significa que cargará la mayoría de los dispositivos USB con una salida de 5V, 5W, 1000mA.

Baterías con extintor incorporado

No es raro que las baterías de iones de litio se sobrecalienten, se incendien y posiblemente incluso exploten. La batería del Samsung Galaxy Note 7 es un excelente ejemplo. Investigadores de la universidad de Stanford han creado baterías de iones de litio con extintores incorporados.

La batería tiene un componente llamado trifenil fosfato, que se usa comúnmente como retardante de llama en la electrónica, agregado a las fibras de plástico para ayudar a mantener separados los electrodos positivo y negativo. Si la temperatura de la batería se eleva por encima de 150 grados C, las fibras de plástico se derriten y se libera el químico de fosfato de trifenilo. La investigación muestra que este nuevo método puede evitar que las baterías se incendien en 0.4 segundos.

Mike Zimmerman

Baterías a prueba de explosión.

Las baterías de iones de litio tienen una capa de material poroso de electrolito líquido bastante volátil intercalada entre las capas de ánodo y cátodo. Mike Zimmerman, investigador de la Universidad de Tufts en Massachusetts, ha desarrollado una batería que tiene el doble de capacidad que las de iones de litio , pero sin los peligros inherentes.

La batería de Zimmerman es increíblemente delgada, un poco más gruesa que dos tarjetas de crédito, y cambia el líquido electrolítico con una película de plástico que tiene propiedades similares. Puede soportar ser perforado, triturado y puede estar expuesto al calor ya que no es inflamable. Todavía hay mucha investigación por hacer antes de que la tecnología llegue al mercado, pero es bueno saber que existen opciones más seguras.

Baterías de flujo líquido

Los científicos de Harvard han desarrollado una batería que almacena su energía en moléculas orgánicas disueltas en agua de pH neutro. Los investigadores dicen que este nuevo método permitirá que la batería Flow dure un tiempo excepcionalmente largo en comparación con las baterías actuales de iones de litio.

Es poco probable que veamos la tecnología en los teléfonos inteligentes y similares, ya que la solución líquida asociada con las baterías Flow se almacena en tanques grandes, cuanto más grande, mejor. Se cree que podrían ser una forma ideal de almacenar energía creada por soluciones de energía renovable como la eólica y la solar.

De hecho, la investigación de la Universidad de Stanford ha utilizado metal líquido en una batería de flujo con resultados potencialmente excelentes, afirmando que duplica el voltaje de las baterías de flujo convencionales. El equipo ha sugerido que esta podría ser una excelente manera de almacenar fuentes de energía intermitentes, como la eólica o la solar, para su rápida liberación a la red a demanda.

IBM y ETH Zurich y han desarrollado una batería de flujo de líquido mucho más pequeña que podría utilizarse en dispositivos móviles. Esta nueva batería afirma que no solo puede suministrar energía a los componentes, sino también enfriarlos al mismo tiempo. Las dos compañías han descubierto dos líquidos que están a la altura de la tarea y se utilizarán en un sistema que puede producir 1,4 vatios de potencia por cm cuadrado, con 1 vatio de energía reservado para alimentar la batería.

Batería de iones de carbono Zap & Go

La compañía ZapGo, con sede en Oxford, ha desarrollado y producido la primera batería de iones de carbono que está lista para el uso del consumidor ahora. Una batería de iones de carbono combina las capacidades de carga súper rápidas de un supercondensador, con el rendimiento de una batería de iones de litio, a la vez que es completamente reciclable.

La compañía tiene un cargador powerbank que se cargará completamente en cinco minutos y luego cargará un teléfono inteligente por completo en dos horas.

Baterías de zinc-aire

Los científicos de la Universidad de Sydney creen que han ideado una forma de fabricar baterías de zinc-aire por un precio mucho más barato que los métodos actuales. Las baterías de zinc-aire pueden considerarse superiores al ion de litio, ya que no se incendian. El único problema es que dependen de componentes caros para trabajar.

Sydney Uni ha logrado crear una batería de zinc-aire sin la necesidad de componentes caros, sino más bien algunas alternativas más baratas. ¡Baterías más seguras y más baratas podrían estar en camino!

Ropa inteligente

Investigadores de la Universidad de Surrey están desarrollando una forma en que usted puede usar su ropa como fuente de poder. La batería se llama nanogeneradores triboeléctricos (TENG), que convierte el movimiento en energía almacenada. La electricidad almacenada se puede usar para alimentar teléfonos móviles o dispositivos como los rastreadores de ejercicios Fitbit.

La tecnología podría aplicarse a algo más que a la ropa también, podría integrarse en el pavimento, por lo que cuando las personas caminan constantemente sobre él, puede almacenar electricidad que luego se puede usar para alimentar lámparas de calle o en el neumático de un automóvil para que pueda alimentar un coche.

Baterías estirables

Los ingenieros de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una célula de biocombustible extensible que puede generar electricidad a partir del sudor. Se dice que la energía generada es suficiente para alimentar LED y radios Bluetooth, lo que significa que algún día podría alimentar dispositivos portátiles como relojes inteligentes y rastreadores de actividad física.

Batería de grafeno de Samsung

Samsung ha logrado desarrollar "bolas de grafeno" que son capaces de aumentar la capacidad de sus baterías actuales de iones de litio en un 45 por ciento y recargarse cinco veces más rápido que las baterías actuales. Para poner esto en contexto, Samsung dice que su nueva batería basada en grafeno se puede recargar completamente en 12 minutos, en comparación con aproximadamente una hora para la unidad actual.

Samsung también dice que tiene usos más allá de los teléfonos inteligentes, diciendo que podría usarse para vehículos eléctricos, ya que puede soportar temperaturas de hasta 60 grados centígrados.

Carga más segura y rápida de las baterías actuales de iones de litio

Los científicos de WMG en la Universidad de Warwick han desarrollado una nueva tecnología que permite que las baterías actuales de iones de litio se carguen hasta cinco veces más rápido que los límites actuales recomendados. La tecnología mide constantemente la temperatura de una batería con mucha más precisión que los métodos actuales.

Los científicos han descubierto que las baterías actuales pueden, de hecho, superar los límites recomendados sin afectar el rendimiento o el sobrecalentamiento. ¡Tal vez no necesitamos ninguna de las otras baterías nuevas mencionadas en absoluto!