La tecnología de la batería de los teléfonos inteligentes es bastante buena en estos días. Pero si hay algo que los amantes de los gadgets nunca podrán tener es la promesa de una mejor duración de la batería. ¿No sería fantástico si nuestros teléfonos duraran dos o tres días completos de uso intensivo con una sola carga? ¿Qué tal una semana entera? Con las baterías de grafeno, esto podría no ser una quimera.

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Las baterías de grafeno aún no alimentan los teléfonos inteligentes y otros dispositivos, pero la tecnología está progresando. En el futuro, el grafeno podría ser el material que reemplace las baterías de iones de litio de las que la industria tecnológica se ha vuelto tan dependiente durante décadas.

Hemos escrito sobre el grafeno varias veces aquí en Android Authority. Parece una de esas tecnologías con un montón de promesas, pero está siempre a la vuelta de la esquina. Después de años de espera, parece que nos estamos acercando a la comercialización de tecnologías de grafeno. Los primeros productos de consumo están comenzando a llegar a los mercados, como los paquetes de baterías de compuesto de grafeno (que usa grafeno para mejorar las propiedades químicas), y hay mucho más por encontrar en una amplia gama de industrias.

Aquí está todo lo que necesita saber sobre las baterías de grafeno.

¿Qué es una batería de grafeno?

Antes de profundizar en la batería de grafeno, vale la pena recapitular rápidamente qué es el grafeno y cómo funciona.

Brevemente, el grafeno es una composición de átomos de carbono fuertemente unidos en una estructura hexagonal o en forma de panal. Lo que hace que el grafeno sea tan único es que esta estructura tiene solo una capa atómica de espesor, lo que esencialmente hace que una hoja de grafeno sea bidimensional. Esta estructura 2D produce propiedades muy interesantes, que incluyen excelente conductividad eléctrica y térmica, alta flexibilidad, alta resistencia y bajo peso. Lo que nos interesa particularmente es la conductividad eléctrica y térmica, que en realidad es superior al cobre, el elemento metálico más conductor.

Los supercondensadores permiten baterías que duran mucho más y se cargan casi al instante.

Cuando se trata de baterías, las capacidades del grafeno se pueden utilizar de varias formas. El uso ideal del grafeno como batería es como “supercondensador”. Los supercondensadores almacenan corriente como una batería tradicional, pero pueden cargarse y descargarse increíblemente rápido.

El truco sin resolver con el grafeno es cómo fabricar en masa de forma económica las láminas superdelgadas para su uso en baterías y otras tecnologías. Los costos de producción son prohibitivamente altos en este momento, pero la investigación está ayudando a hacer que las baterías de grafeno sean una realidad.

En 2017, Samsung anunció un gran avance con su “bola de grafeno”. Aunque no hemos escuchado nada más desde entonces. Más recientemente, se supo que Telsa también está interesada en la tecnología para baterías automotrices. De manera similar, el fabricante de automóviles chino GAC planea instalar su tecnología de batería de grafeno en su primer vehículo en septiembre de 2021. Nos estamos acercando gradualmente a la viabilidad comercial, pero seguimos estando muy lejos de la adopción generalizada de las baterías de grafeno. Aunque más baratas, las alternativas de compuestos de grafeno se dirigen a los mercados más rápido.

Grafeno vs iones de litio

Al igual que las baterías de iones de litio (Li-ion), las celdas de grafeno utilizan dos placas conductoras recubiertas de un material poroso y sumergidas en una solución de electrolito. Pero aunque su composición interna es bastante similar, las dos baterías ofrecen características diferentes.

El grafeno ofrece una conductividad eléctrica más alta que las baterías de iones de litio. Esto permite celdas de carga más rápida que también pueden entregar corrientes muy altas. Esto es particularmente útil para baterías de automóvil de alta capacidad, por ejemplo, o carga rápida de dispositivo a dispositivo. La alta conductancia térmica también significa que las baterías funcionan más frías, lo que prolonga su vida útil incluso en casos estrechos como un teléfono inteligente.

Las baterías de grafeno también son más ligeras y delgadas que las células de iones de litio actuales. Esto significa dispositivos más pequeños y delgados o capacidades más grandes sin requerir espacio adicional. No solo eso, sino que el grafeno permite capacidades mucho mayores. Los iones de litio almacenan hasta 180 Wh de energía por kilogramo, mientras que el grafeno puede almacenar hasta 1000 Wh por kilogramo.

Finalmente, el grafeno es más seguro. Si bien las baterías de iones de litio tienen un historial de seguridad muy bueno, ha habido algunos incidentes importantes relacionados con productos defectuosos. El sobrecalentamiento, la sobrecarga y la perforación pueden causar desequilibrios químicos descontrolados en las baterías de iones de litio que pueden provocar un incendio. El grafeno es mucho más estable, flexible y resistente, y es más resistente a estos problemas.

Sin embargo, no es necesario que tenga uno u otro. Las baterías de iones de litio pueden usar grafeno para mejorar el rendimiento del conductor del cátodo. Estos se conocen como híbridos de óxido de metal y grafeno o baterías compuestas de grafeno. Las baterías híbridas dan como resultado un menor peso, tiempos de carga más rápidos, mayor capacidad de almacenamiento y una vida útil más larga que las baterías actuales. Las primeras baterías de grafeno de grado de consumo son híbridas, como el banco de energía compuesto de grafeno en el video al principio de este artículo.

Qué significan las baterías de grafeno para los teléfonos inteligentes

Los futuros teléfonos inteligentes con celdas de energía de grafeno exhibirían los beneficios descritos anteriormente. Los teléfonos, paquetes de baterías y similares podrían cargarse tan rápido o incluso más rápido que las tecnologías actuales de carga rápida en el mercado. La duración de la batería también debería durar fácilmente uno o dos días, si no más, y los dispositivos podrían ser más delgados y livianos de lo que son ahora.

El cambio al grafeno podría ofrecer un 60% o más de capacidad en comparación con la batería de iones de litio del mismo tamaño. Combinado con una mejor disipación de calor, las baterías más frías también extenderán la vida útil del dispositivo. No tendrá que pagar costosos reemplazos de batería después de un par de años para mantener sus dispositivos antiguos funcionando en óptimas condiciones.

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Las baterías de grafeno permitirían que los teléfonos inteligentes fueran más delgados u ofrecieran más capacidad de batería manteniendo sus proporciones actuales. También hay implicaciones interesantes para la carga rápida de dispositivo a dispositivo. Con baterías capaces de soportar corrientes muy altas y tiempos de recarga y descarga increíblemente rápidos, los dispositivos podrían cargarse entre sí a velocidades súper rápidas.

Aunque faltan algunos años para la tecnología de batería de grafeno portátil, es una perspectiva tentadora para futuros teléfonos inteligentes, dispositivos, vehículos eléctricos y mucho más. Afortunadamente, los productos de grafeno híbrido ya están aquí y deberían volverse aún más comunes y asequibles en los próximos meses y años. El grafeno es definitivamente una tecnología a tener en cuenta.