Redacción del Portal de Innovación TecnológicaTransición de batería a capacitorDurante décadas, los investigadores e ingenieros han considerado que las baterías y los condensadores son dos dispositivos distintos de almacenamiento de energía: las baterías se mencionan por almacenar más energía pero liberarla lentamente;y los citados condensadores por almacenar menos energía, pero capaces de descargarla rápidamente, auténticos "chorros de energía".De esta forma, cada nuevo dispositivo de almacenamiento desarrollado se ha categorizado como uno u otro, o con alguna relación con uno de los dos, dependiendo del mecanismo electroquímico principal.Sin embargo, un equipo internacional de investigadores, todos líderes en el desarrollo y estudio de tecnologías de almacenamiento de energía, sugiere ahora que estos mecanismos existen en un espectro continuo y uniforme, sin límites que coloquen a cada dispositivo inexorablemente de un lado o del otro.Más importante aún, argumentan que la separación empleada hoy en día en realidad está frenando el progreso en el campo.En otras palabras, Simon Fleischmann y sus colegas sugieren que todos los mecanismos de almacenamiento de energía electroquímica existen en algún lugar en un continuo entre los que funcionan con baterías y los que funcionan con condensadores; los supercondensadores se escuchan más comúnmente hoy en día.Romper con este paradigma puede tener efectos prácticos dramáticos, permitiendo, por ejemplo, fabricar dispositivos que toman lo mejor de ambos enfoques, como baterías flexibles y "secas" con alta capacidad de almacenamiento y entrega de corriente según sea necesario.Los materiales monoatómicos, por ejemplo, como Mxenos, parecen estar diseñados para hacer estos híbridos de baterías y supercondensadores."Proponemos un enfoque unificado que implica una transición de la visión 'binaria' del almacenamiento de carga electroquímica en espacios nanoconfinados, ya sea como un fenómeno puramente electrostático o como un fenómeno puramente farádico", escriben."Debe considerarse como una transición continua entre los dos, determinada por el grado de solvatación de iones y la interacción ion-huésped".Almacenamiento farádico y almacenamiento electrostáticoEn términos simples, un extremo de este espectro de almacenamiento de energía es un enlace químico, el mecanismo de conexión básico, un enlace físico a nivel atómico.Este fenómeno, llamado reacción farádica, otorga a las baterías su excelente capacidad de almacenamiento de energía y les permite liberar carga gradualmente.Pero también es la razón por la que tardan tanto en cargarse, algo que las baterías cuánticas pretenden solucionar.El otro extremo del espectro es la atracción electrostática, que atrapa temporalmente iones dentro y sobre la superficie de un material.Es más una atracción pasajera que un verdadero vínculo, lo que permite las rápidas ráfagas de energía que alimentan los flashes de las cámaras y la absorción a corto plazo de energía al frenar los autos híbridos y eléctricos, lo que significa recargas casi instantáneas.Con cada nuevo desarrollo en la tecnología de almacenamiento de energía, ya sea una nueva combinación de materiales de electrodos y soluciones de electrolitos, o aditivos físicos o químicos para reducir o permitir la transferencia de iones, los investigadores se esfuerzan por observar y caracterizar con precisión el mecanismo de almacenamiento de energía. está operando en su dispositivo, y luego lo coloca en la "caja" más adecuada de la clasificación.Los autores del nuevo trabajo argumentan que, en muchos casos, estas definiciones estrechas no son ni precisas ni útiles, especialmente cuando se trata de adaptar los dispositivos a las necesidades específicas de cada nueva tecnología."Los llamados 'pseudocondensadores' y los dispositivos híbridos de almacenamiento de energía se han estudiado durante al menos 30 años, pero algunos científicos han tratado de rechazar por completo la pseudocapacitancia, afirmando que solo existen estos dos casos extremos y todo lo demás es una superposición de dos mecanismos que actuar en paralelo", ejemplificó el profesor Yury Gogotsi, de la Universidad de Drexel, en Estados Unidos, uno de los autores del estudio.El equipo señala que en muchos de estos dispositivos híbridos, los iones casi se absorben entre las capas de electrodos.En otros, donde los nanomateriales porosos se han diseñado para maximizar la absorción química total o la adsorción de iones, los investigadores han observado descargas de energía mucho más rápidas, probablemente debido a la persistencia de la sustancia electrolítica que impide que los iones se intercalen por completo.Ambas instancias son menos que ideales, pero sus propiedades están demostrando ser una combinación valiosa cuando se trata de impulsar nuevas tecnologías, argumenta el equipo."Esperamos que la comprensión de la desolvatación de iones [eliminación de iones de las moléculas de solvente] y su papel en la determinación del mecanismo de almacenamiento de energía nos permita llegar al punto en el que podamos combinar alta energía y alta potencia en un solo dispositivo de almacenamiento de energía", dijo. Gogotsi."Piense en las baterías que se cargan en unos minutos: conecta su teléfono, lo desconecta unos minutos más tarde y puede usarlo durante al menos unas horas. En el caso de materiales 2D como MXenes o grafeno, podemos hacer baterías para flexible y electrónica portátil".