¿Cómo cargar completamente nuestro teléfono en un minuto? El revolucionario "eslabón perdido" esconde una pista

Una investigación de la Universidad de Colorado en Boulder revela una pista del misterio de cómo desarrollar tecnologías de carga rápida para portátiles, teléfonos y dispositivos electrónicos similares, así como para vehículos eléctricos (VE).

Todavía no es técnicamente posible cargar nuestros dispositivos en tan solo un minuto, y mucho menos un auto eléctrico en diez minutos, pero ahora la investigación dirige la ciencia en una dirección en la que este tipo de tecnología podría desarrollarse más fácilmente.

Los investigadores muestran en su reciente publicación en Proceedings of the National Academy of Sciences, cómo prestar atención a los iones, partículas cargadas, en una red compleja de poros diminutos, puede mejorar el diseño de supercondensadores, en los que se basan las grandes tecnologías de almacenamiento de energía en el siglo XXI.

¿Por qué supercondensadores?

Los supercondensadores son dispositivos de almacenamiento de energía que utilizan la estructura y el movimiento de los iones en sus poros para cargarse rápidamente y tener una vida útil más larga que las baterías. El profesor Gupta y coautor del estudio se inspiró para aplicar sus conocimientos de ingeniería química para avanzar en los dispositivos de almacenamiento de energía debido a la importancia de la energía en el futuro del planeta.

"El principal atractivo de los supercondensadores reside en su velocidad", afirmó Gupta. “Entonces, ¿cómo podemos acelerar la carga y liberación de energía? Por el movimiento más eficiente de los iones”.

Dijo Gupta: "Parecía que el tema estaba poco explorado y, como tal, era la oportunidad perfecta", quien explicó también que los métodos de ingeniería química se utilizan para comprender el flujo en minerales porosos como depósitos de petróleo y sistemas de agua, pero no se han aprovechado en su máxima capacidad dentro de los sistemas de almacenamiento de energía.

Sin duda, ya existe una demanda de dispositivos electrónicos más eficientes, en particular aquellos que puedan cargar equipos electrónicos rápidamente.

El revolucionario “eslabón perdido” para impulsar el almacenamiento eléctrico

El paso de la investigación se describe como un gran avance que puede conducir al desarrollo de dispositivos de almacenamiento más eficientes energéticamente a través de supercondensadores. Este es un ejemplo en el que una convergencia de disciplinas o conocimientos de un campo puede beneficiar a otro de manera innovadora.

Este avance podría transformar no solo la confiabilidad de los vehículos eléctricos, que es una preocupación actual debido a su necesidad de cargas frecuentes y prolongadas, sino también, a mayor escala, las redes eléctricas. Las cambiantes demandas de energía requieren un almacenamiento eficiente para evitar el desperdicio durante los períodos de menor demanda y un suministro confiable cuando la demanda es mayor.

Incluso cambia la comprensión del flujo de corriente adquirida en los años escolares a partir de la ley de Kirchoff, que describe cómo se mueven las corrientes en los circuitos eléctricos. Aquí, los iones se mueven debido a campos eléctricos y difusión, a diferencia de la electrónica, cuyos movimientos en el “cruce” de los poros son diferentes a los que Kirchhoff describió en la historia.

Antes, el movimiento de los iones sólo se describía en un poro recto en lugar de intersecciones opuestas, pero aquí, el movimiento de los iones se produce en una estructura compleja de poros interconectados. Por eso Gupta dijo, ante el entusiasmo del mundo científico, "encontramos el eslabón perdido".

Fuentes y referencias de la noticia:

A network model to predict ionic transport in porous materials. Proceedings of the National Academy of Sciences. Disponible en: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2401656121#con3