| Artículos | 01 JUN 2007

Energía en la palma de la mano

Tags: Histórico
Manuel Arenas.

Mejorar la autonomía de los dispositivos móviles sigue siendo uno de los mayores retos a los que se enfrenta la industria tecnológica, no sólo en lo que a capacidad se refiere, sino también en aspectos tales como peso, tamaño o longevidad. El tiempo de carga (reducirlo al máximo, se entiende) es otra de las variables que preocupan a los técnicos encargados de revolucionar este reducto físico-químico del pasado en un mundo donde parece que sólo lo digital tiene cabida.

La batería ideal
En la mente de todos los científicos está conseguir una batería ligera y de reducidas dimensiones, que además almacene la mayor cantidad de energía posible. Una batería que se cargue en pocos minutos, que sea segura y limpia que además tenga una vida prolongada, durante la cual, además, no se degraden sus características. El problema es que la obtención de energía a partir de una batería es, en esencia, un proceso químico que apenas ha cambiado durante las últimas décadas. Las baterías de fuel son una alternativa que ha dado mucho de qué hablar en los últimos años, pero sigue presentando inconvenientes que impiden que su uso se generalice, como su tamaño, o aspectos derivados de la seguridad. Al fin y al cabo, las baterías de fuel necesitan de un combustible para generar la energía, y la manipulación o el transporte de combustible entra en conflicto con las medidas de seguridad vigentes en escenarios tan problemáticos como los aviones. En cualquier caso, con las baterías de fuel, el problema del tiempo de carga se soluciona, pues el procedimiento para conseguir una recarga completa no lleva más de un minuto, siempre y cuando se esté en posesión de una recarga, claro está. La reducción del tamaño es otro problema a priori. De momento, las baterías de fuel comercializadas no son un paradigma de miniaturización, y por supuesto las recargas también ocupan un valioso espacio.

El dispositivo ideal
Si, por una parte se busca la batería ideal, por el lado de los dispositivos electrónicos también se está librando una particular batalla en busca de la reducción del consumo. Si no es fácil conseguir mayores capacidades en las baterías, ¿por qué no reducir el consumo energético al máximo? Los trabajos realizados en esta dirección han dado resultados notables, sobre todo en el capítulo de los dispositivos móviles y los ordenadores portátiles, así como los dispositivos para ocio digital. Por un lado, el consumo de los componentes internos se ha reducido, tanto para los procesadores como las memorias de estado sólido. Cada nueva generación ofrece mejores características, reduciéndose el voltaje necesario para alimentar estos componentes, así como reduciendo las pérdidas parásitas de energía en los transistores de los que se componen.
La tecnología de las pantallas se ha mejorado también, con paneles más eficientes o con la introducción de tecnologías nuevas para los sistemas de retro iluminación, como LED, que usa fuentes de luz LED para proporcionar una luminosidad en las pantallas LCD más uniforme y con un consumo energético más reducido. En los portátiles, los avances en chipsets y en la arquitectura de los microprocesadores, sobre todo de la mano de Intel y su plataforma Centrino, hacen posible que sólo haya consumo energético cuando realmente se necesita. De hecho, iniciativas como la de “ocho horas en 2008” parece que son viables, permitiendo –idealmente– que un ordenador portátil pueda funcionar durante ocho horas con una única carga de su batería.
De todos modos, el dispositivo ideal que no consuma energía es, obviamente, una utopía a corto plazo, por lo que el desarrollo y la investigación en el campo de las baterías sigue siendo prioritario para la industria tecnológica en particular, y para otras muchas en términos generales, como la de la automoción, con grandes avances en este campo.

Nuevos materiales y virus que no hacen maldades
Desde el advenimiento de las baterías de iones de litio (Li-Ion), que mejoraron de un modo radical la tecnología de las baterías de Ni-Mh (Niquel Metal Hidruro), apenas sí se han introducido modificaciones que mejoren de un modo sustancial las tecnologías empleadas en su fabricación.
En esencia, se trata de encontrar la forma de conseguir que el material empleado en la construcción de las baterías permita aumentar la densidad de energía almacenada. Básicamente los avances se dirigen en esta dirección, con desarrollos realmente ingeniosos.
Por ejemplo, las investigaciones en el campo de nuevos materiales en el MIT han llevado al descubrimiento de que virus modificados genéticamente pueden ser “programados” para fabricar baterías con una estructura interna mucho más eficiente, y capaz de almacenar grandes cantidades de energía. Los virus, una vez “retocados” genéticamente, son capaces de “ensamblar” la batería de una forma autónoma y ordenada a niveles microscópicos, para acabar formando un compuesto de óxido de cobalto mucho más avanzado que los materiales actuales de las baterías de iones de litio.
Otra forma de conseguir materiales más organizados y eficientes es usando la nanotecnología. En esta dirección trabaja Toshiba, que ya ha anunciando nuevos modelos capaces de cargarse en un tiempo muy reducido y mantener sus propiedades intactas durante más ciclos de carga y descarga. La tecnología sigue siendo similar a la actual de las baterías de iones de litio, pero mejorada y optimizada mediante la aplicación de los avances en nanotecnología, capaces de optimizar la disposición de los nano materiales sobre el electrodo negativo de las baterías, para que la degradación en las reacciones químicas sea lo más reducida posible. Además, el tiempo de carga se reduce a unos pocos minutos, o más exactamente a un minuto, sí nos conformamos con el ochenta por ciento de la capacidad total. La clave está en conseguir que más iones de litio se almacenen en torno al electrodo negativo, y a un ritmo más rápido, sin que este electrodo se degrade. Y Toshiba parece haber conseguido este objetivo con sus nuevas baterías.
En la práctica, es cada vez más frecuente encontrar modelos de baterías que se cargan a un ritmo más rápido que las convencionales. Sony, por ejemplo, ya publicita en varios reproductores de audio digital que se pueden obtener tres horas de autonomía con tan sólo tres minutos de carga.

Ultra condensadores
Otra variante que recientemente se ha empezado a explorar con interés es la de los condensadores. En cierto modo, un condensador se asemeja a una batería, en tanto en cuanto almacena energía que luego libera progresivamente. Si se aumenta la capacidad de un condensador tanto como para que sea capaz de proporcionar energía a un dispositivo durante un tiempo razonable, obtendremos una batería casi perfecta. A diferencia de las baterías qu&iac

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