Un grupo de investigadores transforma el \u00f3xido de niobio gracias a la tecnolog\u00eda l\u00e1ser, haciendo viables nuevas bater\u00edas que puedan prescindir de los iones de litio.<\/p>\n\n\n\n
El mundo tiene un grave problema con el\u00a0modelo energ\u00e9tico y tecnol\u00f3gico\u00a0que est\u00e1 construyendo. Sustituir los combustibles f\u00f3siles por electricidad implica que necesitamos\u00a0ingentes cantidades de litio\u00a0para fabricar\u00a0las bater\u00edas de los coches.\u00a0Algunos c\u00e1lculos indican que en 2050 deber\u00edamos producir 20 veces m\u00e1s que en la actualidad si queremos\u00a0apostar por electrificar el transporte.\u00a0Tambi\u00e9n lo utilizan las bater\u00edas de los m\u00f3viles o los port\u00e1tiles. Adem\u00e1s, necesitamos almacenar la energ\u00eda que producen los paneles solares y las turbinas e\u00f3licas si queremos que\u00a0las renovables sean una fuente fiable.\u00a0Sin embargo, el litio es un recurso escaso y, para colmo, est\u00e1\u00a0acaparado por China. Por eso, muchos proyectos cient\u00edficos afrontan\u00a0el complicado reto de sustituir este elemento.<\/p>\n\n\n\n
Investigadores espa\u00f1oles acaban de unirse a esta carrera al desarrollar\u00a0un nuevo material cer\u00e1mico,\u00a0seg\u00fan explican en\u00a0un art\u00edculo publicado\u00a0por la prestigiosa revista cient\u00edfica\u00a0Materials & Design<\/em>. Un equipo del Instituto de \u00d3ptica Daza de Vald\u00e9s, del CSIC, y otro de\u00a0la Universidad Complutense de Madrid (UCM)\u00a0se han unido para transformar el \u00f3xido de niobio mediante tecnolog\u00eda l\u00e1ser, logrando\u00a0obtener nuevas propiedades\u00a0que lo convierten en un excelente conductor de la electricidad. De esta manera, sientan las bases para dise\u00f1ar un nuevo tipo de bater\u00edas que no necesitar\u00edan litio. \u00bfVa a ser la soluci\u00f3n que\u00a0salvar\u00e1 el modelo energ\u00e9tico\u00a0que estamos dise\u00f1ando para las pr\u00f3ximas d\u00e9cadas?<\/p>\n\n\n\n La clave est\u00e1 en el material en forma de polvo con el que\u00a0trabajan en el laboratorio\u00a0y lo que consiguen hacer con \u00e9l. Los \u00f3xidos combinan ox\u00edgeno y un metal, en este caso, el niobio. \u00abLa gracia del \u00f3xido de niobio es que su estructura permite\u00a0introducir iones m\u00e1s grandes que los del litio\u00bb, explica Bel\u00e9n Sotillo, investigadora del Grupo de F\u00edsica de Nanomateriales Electr\u00f3nicos (FINE) de la UCM, en declaraciones a Teknautas. En una bater\u00eda, la carga y la descarga dependen de\u00a0la entrada y la salida de iones\u00a0y, si se emplease este material, ser\u00eda posible emplear\u00a0iones de sodio\u00a0o de\u00a0potasio.<\/p>\n\n\n\n El problema es que no deja pasar los electrones, es decir, que es\u00a0muy mal conductor de la electricidad, y por eso no se emplea en las\u00a0bater\u00edas.\u00a0La novedad de esta investigaci\u00f3n es el tratamiento del \u00f3xido de niobio con\u00a0un l\u00e1ser de pulsos ultrarr\u00e1pidos\u00a0que lo transforma en un nuevo material: su conductividad se incrementa en m\u00e1s de ocho \u00f3rdenes de magnitud. \u00abEs r\u00e1pido y econ\u00f3mico\u00bb, destaca la experta, primera firmante del art\u00edculo, \u00aby\u00a0permite conseguir que una bater\u00eda se cargue\u00a0y se descargue en un tiempo breve y de\u00a0forma segura\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Los l\u00e1seres de pulsos ultracortos realizan un disparo muy breve, en el rango de centenares de femtosegundos (menos de una billon\u00e9sima de segundo), as\u00ed que \u00abcon la misma energ\u00eda logran una intensidad muy alta\u00bb, comenta Javier Sol\u00eds, cient\u00edfico del\u00a0Grupo de Procesado por L\u00e1ser del Instituto de \u00d3ptica.\u00a0As\u00ed, cuando se aplica sobre este material, modifica su estructura de\u00a0manera decisiva.\u00a0En concreto, elimina ox\u00edgeno y esto facilita\u00a0la conducci\u00f3n de la electricidad.\u00a0\u00abSi lo hici\u00e9ramos con un mecanismo puramente t\u00e9rmico, tendr\u00edamos que calentar un horno a\u00a0m\u00e1s de 1.600 \u00b0C\u00a0durante mucho tiempo, pero nos cargar\u00edamos el material\u00bb, explica. Sin embargo, este l\u00e1ser de pulsos cortos tambi\u00e9n tiene una frecuencia de repetici\u00f3n muy alta, con lo cual, se logra\u00a0calentar la muestra\u00a0obteniendo la estructura perfecta. \u00abLogramos combinar lo mejor de un l\u00e1ser de pulsos cortos y lo mejor de los l\u00e1seres continuos\u00bb, se\u00f1ala el experto. Adem\u00e1s,\u00a0el tipo de l\u00e1ser que han empleado\u00a0ya se utiliza en algunas aplicaciones industriales y es f\u00e1cil de escalar en funci\u00f3n del\u00a0uso que se le quiera dar.<\/p>\n\n\n\n Por el momento, los cient\u00edficos son prudentes, ya que su hallazgo a\u00fan est\u00e1\u00a0lejos de convertirse en una soluci\u00f3n comercial,\u00a0pero tienen claros los siguientes pasos. \u00abUna vez que hemos conseguido el material, tenemos que dise\u00f1ar un dispositivo que podamos probar en\u00a0el laboratorio\u00a0y se pueda incorporar en la estructura de una bater\u00eda\u00bb, apunta la investigadora de la UCM. \u00abEstamos en\u00a0el proceso de investigaci\u00f3n\u00a0y a\u00fan podr\u00edamos a\u00f1adir nuevos elementos que mejorasen las propiedades del\u00a0\u00f3xido de niobio\u00bb, a\u00f1ade. Si todo va bien, m\u00e1s adelante se plantear\u00e1n patentar el procedimiento y\u00a0explorar la transferencia de esta tecnolog\u00eda a empresas.<\/p>\n\n\n\n \u00abHoy por hoy, el litio es indispensable, pero\u00a0no tenemos suficiente en el mundo\u00a0para soportar el consumo que esperamos en los pr\u00f3ximos 10 a\u00f1os\u00bb, asegura Javier Sol\u00eds, as\u00ed que evitar la dependencia de\u00a0este material es \u00abvital\u00bb\u00a0para un futuro cercano. Reutilizarlo tampoco es una opci\u00f3n, porque es muy dif\u00edcil de recuperar, y pensar en emplearlo para el\u00a0almacenamiento de la energ\u00eda\u00a0de las fuentes renovables es inviable, precisamente, por\u00a0esta escasez.\u00a0Por el contrario, si una bater\u00eda pudiera emplear iones de sodio y potasio, no representar\u00eda ning\u00fan problema, debido a\u00a0la gran abundancia de estos elementos.<\/p>\n\n\n\n \u00bfY qu\u00e9 pasa con el niobio, como\u00a0elemento conductor? Lo cierto es que tambi\u00e9n abunda en la corteza terrestre, pero est\u00e1 muy concentrado en algunos pa\u00edses. Brasil produce casi el 90% y pr\u00e1cticamente la totalidad del resto que se pone en\u00a0el mercado\u00a0procede principalmente de Canad\u00e1. No obstante, la\u00a0Uni\u00f3n Europea\u00a0puede tener algunas bazas para\u00a0no depender del exterior\u00a0si en alg\u00fan momento lo necesitase. \u201cEst\u00e1 presente en algunas minas abandonadas, as\u00ed que podr\u00edamos\u00a0tener fuentes cercanas de niobio\u201d, comenta Bel\u00e9n Sotillo.<\/p>\n\n\n\n Seg\u00fan los investigadores, es imprescindible apostar por\u00a0bater\u00edas alternativas al litio\u00a0y hay varias opciones factibles que, como la suya, a\u00fan est\u00e1n en el campo de la experimentaci\u00f3n.\u00a0\u00bfCu\u00e1l ser\u00e1 la apuesta ganadora?\u00a0\u00abTodo depende de las decisiones estrat\u00e9gicas de la\u00a0industria del autom\u00f3vil\u00bb, opina el cient\u00edfico del CSIC, porque ejercer\u00e1 de motor para otros sectores. No obstante, es probable que\u00a0el litio se mantenga durante mucho m\u00e1s tiempo\u00a0en las peque\u00f1as bater\u00edas de la electr\u00f3nica de consumo, como los m\u00f3viles y\u00a0otros dispositivos cotidianos.<\/p>\n\n\n\n Por otra parte, el nuevo material cer\u00e1mico que han logrado al tratar\u00a0el \u00f3xido de niobio\u00a0con l\u00e1ser puede tener otras utilidades m\u00e1s all\u00e1 de las energ\u00e9ticas. Una de ellas es la limpieza de aguas\u00a0a trav\u00e9s de la luz solar.\u00a0\u00abNormalmente, este material solo absorbe la luz ultravioleta, pero al quitarle ox\u00edgeno, conseguimos que tambi\u00e9n pueda absorber la luz visible y esto\u00a0es \u00fatil para descontaminar\u00bb, argumenta Bel\u00e9n Sotillo. Al convertirlo en un extraordinario\u00a0conductor de electricidad,\u00a0tambi\u00e9n puede ser \u00fatil como sensor, por ejemplo, para\u00a0detectar determinados gases.<\/p>\n\n\n\n En general, la nueva estructura que\u00a0le confiere el l\u00e1ser\u00a0hace que este material tenga una gran estabilidad qu\u00edmica y sea resistente a la corrosi\u00f3n, unas nuevas propiedades que pueden dar paso a\u00a0multitud de aplicaciones.\u00a0En cualquier caso, pocas ser\u00edan tan trascendentales ni decisivas como la posibilidad de sustituir las\u00a0bater\u00edas de litio\u00a0en un futuro pr\u00f3ximo que a\u00fan presenta\u00a0muchas inc\u00f3gnitas en el mundo de la energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Un grupo de investigadores transforma el \u00f3xido de niobio gracias a la tecnolog\u00eda l\u00e1ser, haciendo viables nuevas bater\u00edas que puedan prescindir de los iones de litio. 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