Almacenamiento de energía: la necesidad de mejorar las baterías
Las baterías utilizan reacciones químicas para almacenar energía eléctrica para su uso posterior. Están formadas por dos electrodos: un terminal negativo (cátodo), un terminal positivo (ánodo) y un electrolito.
En comparación con los combustibles fósiles, las baterías almacenan menores cantidades de energía para el mismo peso o volumen de material. Este hecho, junto con el coste, la disponibilidad de las materias primas y la velocidad de recarga relativamente lenta son algunos de los retos principales a los que se enfrenta en la actualidad la tecnología de las baterías.
Las baterías de ion-litio actualmente son el método de referencia para almacenar electricidad. Se utilizan en varios dispositivos, incluidos los dispositivos electrónicos móviles y los coches eléctricos. El uso de las baterías en estos dispositivos exigirá en el futuro una mayor capacidad de almacenamiento y una velocidad de recarga más rápida, así como costes más bajos.
Los nanomateriales pueden contribuir a diseñar mejores baterías al ofrecer mejores materiales para los cátodos y ánodos. La elevada extensión de superficie de nanomateriales como el grafeno ayuda a aumentar el contacto entre los cátodos, los ánodos y el electrolito, lo que posibilita una carga más rápida de la batería.
Los nanotubos de carbono pueden utilizarse para crear electrodos resistentes y duraderos con una elevada integridad mecánica, al tiempo que conservan su flexibilidad. Los científicos también están utilizando los nanomateriales para reducir el desgaste interno de las baterías, para garantizar que conservan su capacidad durante muchos ciclos de carga.
Los nanomateriales también pueden contribuir a que otras tecnologías de baterías diferentes a las baterías de ion-litio sean económica y técnicamente viables. Las tecnologías de las baterías se basan en materias primas abundantes, de forma que las baterías de ion-sodio podrían ser un sustituto adecuado, ya que el sodio está más disponible que el litio.