En las últimas décadas, la investigación sobre baterías se ha centrado en gran medida en las baterías recargables de iones de litio y son actualmente la tecnología de baterías dominante, ahora bien, las baterías no recargables han tenido pocas mejoras a pesar de tener múltiples usos.
Las baterías de litio han mejorado mucho en términos de asequibilidad y capacidad. Sin embargo, las baterías no recargables han experimentado pocas mejoras durante ese tiempo, a pesar de su papel crucial en muchos usos importantes, como los dispositivos médicos implantables, como los marcapasos.
Ahora, investigadores del MIT han ideado una forma de mejorar la densidad energética de estas baterías no recargables. Esto podría permitir un aumento de la vida útil de hasta un 50%, o la correspondiente disminución del tamaño y el peso para una cantidad determinada de potencia o capacidad energética, al tiempo que se mejora la seguridad, con poco o ningún aumento del coste.
Las baterías de los marcapasos suelen durar entre cinco y diez años, e incluso menos si requieren funciones de alto voltaje como la desfibrilación. Sin embargo, para este tipo de baterías, dice Haining Gao, becario postdoctoral del MIT, la tecnología se considera madura y “no ha habido grandes innovaciones en la química fundamental de las células en los últimos 40 años”.
La clave de la innovación del equipo es un nuevo tipo de electrolito, llamado “catolito“, que combina algunas funciones del cátodo y el electrolito en un solo compuesto.
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En una batería de marcapasos convencional, alrededor del 50% del peso de la batería es material inactivo. Pero en un nuevo diseño con material de catolito fluorado, la cantidad de peso muerto puede reducirse potencialmente a un 20%, según Haining Gao.
Según los investigadores, las nuevas pilas también aportan mejoras de seguridad respecto a otros tipos de química propuestos que utilizarían materiales de catolito tóxicos y corrosivos. Las pruebas preliminares han demostrado una vida útil estable de más de un año, una característica importante para las baterías primarias.
Esta nueva tecnología de baterías podría mejorar en un 50% la densidad energética. Sin embargo, el equipo ha conseguido demostrar una mejora del 20% hasta ahora, lo que sigue siendo un resultado prometedor. El equipo afirma que el diseño de la célula en sí aún no se ha optimizado del todo, por lo que todavía hay margen de mejora.
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El nuevo material puede integrarse fácilmente en los procesos de fabricación de baterías ya existentes, lo que supone una mejora de la seguridad. Además, es probable que el costo de las baterías que utilicen el nuevo material sea también comparable al de las actuales.
El equipo del MIT ya ha solicitado la patente del catolito. Esperan que las aplicaciones médicas sean probablemente las primeras en comercializarse, quizás con un prototipo a escala real listo para ser probado en dispositivos reales dentro de un año.
Estos hallazgos podrían ayudar a mejorar la vida de los pacientes que necesitan marcapasos e implantes médicos similares. También es probable que otras aplicaciones puedan aprovechar los nuevos materiales, como los sensores remotos, los drones de larga distancia y los vehículos submarinos.
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