Investigadora crea baterías que se auto-cargan sin perder energía

Una investigadora de la Facultad de ingeniería de la Universidad de Oporto (FEUP) ha desarrollado una nueva batería que, al combinar «capacitancia negativa y resistencia negativa» en la misma célula, permite a esta autocarregue sin pérdida de energía, ha revelado hoy la responsable.

En declaraciones a la agencia Lusa, la investigadora del departamento de Ingeniería Física de la FEUP, Maria Helena Braga, encargada de la investigación, explicó que la innovación surgió de la necesidad de entender el «funcionamiento de un electrolito (sustancia que se disuelve para producir una solución que conduce electricidad) de vidrio de hierro eléctrico».

Sobre la base de una célula electroquímica formada por dos conductores (dos electrodos diferentes) y un electrolito rico en litio, el equipo de investigadores concluyó en un estudio, publicado en la revista Applied Physics Reviews, que la célula, al combinar «capacitancia negativa y resistencia negativa», se auto cargaba.

La capacitancia negativa ocurre cuando un cambio en la carga hace que la tensión, a través de un material, cambie en la dirección opuesta.

A su vez, la resistencia negativa se produce cuando se produce un aumento de la tensión en los terminales de un circuito o dispositivo eléctrico que provoca una disminución de la corriente eléctrica.

«¿ Cómo se auto-carga? Como condensador de capacitancia negativa, no es la primera vez que se ve esto, pero es la primera vez que se ve esta capacitancia negativa asociada a una resistencia negativa», dijo.

La investigación, que surge de la «preocupación, necesidad y urgencia de electrificar a causa de los cambios climáticos», unifica así la teoría detrás de todos los dispositivos en estado sólido, como las baterías, la energía fotovoltaica y los transistores.

«Sabiendo que tenemos un material hierro eléctrico que se carga a sí mismo, podemos predecir este autocargamiento, estudiarlo, optimizarlo y utilizarlo cuando es necesario aumentar la capacidad y autonomía de las baterías, en particular, en sensores en un todo de una montaña o incluso en un coche», ejemplificó.

Según la investigadora, este proceso «tiene aplicaciones en todos los dispositivos de almacenamiento de energía y puede mejorar sustancialmente su autonomía».

«Este proceso da lugar a un dispositivo que se carga sin auto-ciclo, aumentando la energía almacenada en él, en oposición a la degradación natural del proceso electroquímico que hace que la energía almacenada disminuya por la disipación de calor», subrayó.

A Lusa, María Braga anticipó que esta es la » primera vez «que un artículo científico relaciona, en una tela electroquímica, la capacitancia negativa y la resistencia negativa, algo que»nunca ha sido visto en la literatura».

«Esto es Organización, es un proceso de uniformización, de creación de normas y de organización. Esto es algo que no sólo sucede en las células electroquímicas, sino que ocurre en muchos otros dispositivos, desde el latido del corazón, en fenómenos que ocurren en nuestras neuronas o en nuestras células», dijo, anticipando que la investigación puede «abrir puertas en otros ámbitos».

Maria Helena Braga, 45 años, publicó por primera vez sobre la tecnología de los electrolitos de vidrio en 2014, cuando estaba investigando en la FEUP, y en ese momento recibió un contacto del investigador estadounidense de la Universidad de Texas (Austin, Estados Unidos), Andy Murchison, que conocía bien a John Goodenough, el inventor de las baterías de iones de litio y Nobel de Química en 2019, con el que fue «desafiada» a trabajar.

La especialista se especializa en Física del estado Sólido y Ciencias de los materiales, doctora en Ingeniería Metalúrgica y materiales en la Universidad de Oporto, y profesora auxiliar en el Departamento de Ingeniería Física de Upporto desde 2002.