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A inicios del siglo XX, el automóvil eléctrico era común en Estados Unidos. En 1900 circulaban más unidades eléctricas que de gasolina. El principal obstáculo no era el motor. Era la batería.
Las baterías de plomo-ácido dominaban el mercado. Eran pesadas y costosas. Su autonomía rondaba los 48 km por carga. Thomas Edison buscó una alternativa. En 1901 apostó por una batería de níquel y hierro. Calculó que podría alcanzar hasta 160 km por carga. Estimó una duración mayor y un tiempo de recarga de siete horas.
La propuesta no prosperó. Las limitaciones técnicas continuaron. Los motores de combustión avanzaron con rapidez. El mercado favoreció la gasolina. La idea de Edison quedó relegada.
Más de un siglo después, un grupo internacional retomó el concepto. La investigación fue codirigida por la Universidad de California en Los Ángeles, UCLA. El equipo desarrolló una versión moderna de la batería de níquel-hierro. El prototipo logró recargarse en segundos. Soportó más de 12.000 ciclos de carga y descarga. Esa cifra equivale a más de 30 años con una recarga diaria. Los resultados se publicaron en la revista Small.
Inspiración en huesos y conchas
La nueva batería conserva los mismos metales. Utiliza níquel y hierro. La diferencia está en la estructura.
Los investigadores reemplazaron las placas metálicas tradicionales. Crearon partículas diminutas invisibles al ojo humano. Se requieren entre 10.000 y 20.000 partículas alineadas para igualar el grosor de un cabello.
El equipo se inspiró en la naturaleza. Analizó la formación de huesos y conchas. En esos procesos, las proteínas actúan como andamios. Guían la deposición de minerales y aportan resistencia.
En laboratorio utilizaron proteínas derivadas de subproductos de carne bovina. Estas proteínas sirvieron de molde para organizar los fragmentos microscópicos de níquel y hierro. Luego integraron el material en una lámina ultrafina de carbono y oxígeno. Esa lámina tiene un átomo de espesor.
Tras aplicar calor, las proteínas se transformaron en carbono. El oxígeno se eliminó. Los metales quedaron incorporados en la estructura final. El resultado fue un material ligero. Cerca del 99% de su volumen corresponde a aire.
Clave en la superficie
La rapidez de carga se explica por la superficie activa. Las reacciones químicas ocurren en la superficie del material. Una mayor área disponible permite más reacciones simultáneas.
Las partículas ultrapequeñas exponen casi todos sus átomos. Esto acelera los procesos de carga y descarga. El investigador Maher El-Kady, de UCLA y coautor del estudio, indicó que cuando las partículas son tan pequeñas casi cada átomo participa en la reacción. Señaló que ese factor incrementa la velocidad y la eficiencia.
El método de fabricación no requiere procesos complejos. Según El-Kady, consiste en mezclar ingredientes comunes y aplicar calentamiento moderado con materias primas disponibles.
Sin reemplazo inmediato para el litio
La batería original de Edison presentaba problemas. Era pesada. Liberaba hidrógeno durante la recarga. Ese gas implicaba riesgos.
La versión moderna supera esas limitaciones estructurales. Sin embargo, aún no iguala la capacidad de almacenamiento de las baterías de iones de litio que usan los automóviles eléctricos actuales.
Por esa razón el equipo no proyecta su uso inmediato en vehículos. La principal aplicación sería el almacenamiento de energía renovable.
La batería podría almacenar el excedente de electricidad generado por plantas solares durante el día. Luego podría suministrarlo en la noche. También serviría como respaldo para centros de datos e infraestructuras críticas ante cortes eléctricos.
El-Kady afirmó que la larga vida útil podría resultar ideal para energías renovables o para responder con rapidez ante apagones. El grupo analiza opciones para abaratar y escalar el proceso. Evalúa sustituir las proteínas bovinas por otros materiales naturales más abundantes.
*La creación de este contenido contó con la asistencia de inteligencia artificial. La fuente de esta información es de un medio del Grupo de Diarios América (GDA) y revisada por un editor para asegurar su precisión. El contenido no se generó automáticamente.
