04 mayo 2009

Científicos logran almacenar energía en campos magnéticos




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Un equipo de científicos ha ideado un nuevo tipo de batería que almacena la energía en forma de campos magnéticos y que, en principio, tiene una capacidad para proporcionar energía que va mas allá de todo lo conocido, superando incluso a los combustibles, como la gasolina.

Día tras día, las baterías aumentan su rendimiento y bajan su precio, pero mantienen algo inalterable: su proceso químico. Se cambian materiales, se aplican nanotecnologías, de optimizan reacciones y se estudian nuevas combinaciones de estos elementos, pero siempre en formato químico. Un grupo de investigación de la Universidad de Miami en coordinación con otro de la Universidad de Tokio y Tohoku, han publicado en la prestigiosa revista Nature un interesante trabajo que abre un nuevo campo de estudio en el mundo del almacenamiento energético. Demuestran que es posible construir una batería que utilice un spin magnético para cargarse, de modo parecido a como lo hacen los discos duros que tan conocidos nos resultan.

Dicho sistema almacenaría energía solo con aplicarle un campo magnético, que luego puede extraerse de la misma manera, convirtiendo este sistema en un espléndido almacén de electricidad. El secreto de esta tecnología estriba en el uso de nano-imanes, que permiten aprovechar este efecto de “spin battery” para dejará atrás cualquier tipo de reacción química y prescinde también de cualquier parte móvil que pudieran tener las baterías tradicionales. Además, se prevee que se recarguen de modo casi instantáneo.

Estructura batería magnética

Los investigadores han creado un dispositivo llamado "batería de spin" que se carga aplicando un campo magnético a un nanodispositivo llamado Magnetic Tunnel Junction (MJT). Aunque la existencia de este dispositivo ya se había predicho, los resultados han superado todas las previsiones. Uno solo de estos dispositivos, que como se ve en el gráfico tiene un diámetro de una milésima de milímetro, fue capaz de proporcionar una corriente estable durante varias decenas de minutos.

El dispositivo que ha servido de experimento apenas tiene el tamaño de un cabello humano. Recordemos que estamos hablando de nanotecnología, pero el físico Stewart Barnes afirma que aunque la energía generada ahora mismo apenas ha sido suficiente para encender un pequeño LED, se han hecho cálculos que permiten especular que dentro de poco tiempo, ese mismo dispositivo proporcionará electricidad para mover un coche unos kilómetros. Si ampliamos el sistema al tamaño de una batería normal, el automóvil podría recorrer miles de kilómetros sin tener que recargar. Barnes afirma que las posibilidades de esta revolucionaria tecnología son infinitas y que llevarán a un cambio total en la concepción energética del mundo actual. Imaginen lo que podría hacerse con una batería microscópica que aguante varios días alimentando un dispositivo de tamaño considerable. O hasta donde podemos llegar a poco que aumentemos el tamaño de la batería. Realmente, esta tecnología promete. Las baterías químicas quizá estén llegando ya a su techo de rendimiento, sin embargo, las magnéticas solo han hecho que comenzar su andadura.
Los puntos blancos son los átomos y los círculos blancos los nano-imanes

Esto significa que una batería formada por varios millones de MJTs, que tendría un tamaño no superior al de una caja de cerillas, podría proporcionar energía suficiente como para mover un coche durante muchos kilómetros. Lo que convierte en revolucionario a este descubrimiento es la densidad de energía. Cuando quemamos una cierta cantidad de combustible, obtenemos una cierta cantidad de energía; con las baterías eléctricas ocurre lo mismo, por cada cantidad de electrólito podemos almacenar una cierta cantidad de electricidad; esto es lo que se llama la densidad de energía.

A día de hoy, la densidad de energía de los combustibles es mucho mayor que la de las baterías eléctricas (es decir, un kilo de gasolina almacena mucha mas energía que una batería eléctrica de un kilo de peso), lo que quiere decir que allí donde el peso es importante (en aviación, por ejemplo) no es viable usar electricidad como fuente de energía.
Si este descubrimiento se confirma, dispondríamos de un tipo de batería con una densidad de energía muy superior a la de los combustibles, con lo que sería viable construir aviones propulsados con energía eléctrica.



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