Baterías de grafeno: Qué son y por qué son tan importantes

Baterías de grafeno: Qué son y por qué son tan importantes

Hace años que escuchamos hablar sobre las baterías de grafeno y su potencial de futuro. Os contamos todo sobre ellas y su importancia en el mercado.
11/04/2020 a las 16:11 UTC · Esteban Ferreño

La batería es uno de los temas sobre los que más se hablan en Android. Las baterías actuales que se usan en los teléfonos son baterías ion litio. Hace tiempo que escuchamos hablar mucho sobre las llamadas baterías de grafeno, que se especulaba estarían listas en los Galaxy Note 10. Poco a poco se va acercando el momento de que lleguen al mercado y se usen en los teléfonos móviles.

El grafeno es un material del que se ha hablado mucho en el pasado, que presenta multitud de propiedades, que hace que estas baterías de grafeno sean tan importantes e interesantes para ser usadas en teléfonos móviles. ¿Qué es realmente este material? ¿Qué podemos esperar de estas baterías en un futuro cercano?

Qué es el grafeno

La primera gran duda es qué es el grafeno, este material que tantas propiedades y ventajas presenta. El grafeno es un tipo de material consistente en una capa de átomos de carbono dispuestos en hexágonos; por eso, una capa de este material es prácticamente transparente, ya que cuenta con el grosor de un átomo. Aunque el carbono es un elemento bien conocido, cuando está presente en esta forma adquiere una serie de características únicas. Dichas características son las que se ha buscado aprovechar con este material, especialmente en su uso en las baterías.

Este material destaca por ser 100 veces más fuerte que el acero. La densidad que posee es similar a la de la fibra de carbono, y tiene además la ventaja de que su peso es cinco veces menor que el aluminio. Cuenta con un cristal bidimensional, que tiene unas propiedades únicas que hace que sea fácil sintetizarlo en diversas formas. Permite por tanto que se adapte a varias situaciones.

Es un material conocido desde 1930, pero al tratarse de un material inestable, las investigaciones y experimentos con el grafeno estuvieron detenidas durante décadas. No fue hasta 2004 cuando se empezó a investigar de nuevo, en busca de sus propiedades y potencial. Cada vez hay más investigaciones en marcha , con muchas empresas en el campo de la tecnología involucradas en ellas, lo que va acercando su implementación en el mercado. Aunque sigue sin haber un uso o aplicación comercial.

Qué son las baterías de grafeno

Batería en Android

Las baterías de grafeno son aquellas que usarán este material, en lugar de usar litio o ion litio como las actuales. Hablamos en futuro, ya que hasta el momento no son algo que haya llegado al mercado, sino que es un material con el que se están realizando multitud de investigaciones y es visto como el material del futuro para las baterías. Hay productos que usan membranas de grafeno, como estos auriculares, que suponen ya un primer paso en un uso más extendido de este material y dan pie a su uso en las futuras baterías.

El motivo por el que se habla tanto de las baterías de grafeno de cara al futuro es porque presentan una serie de ventajas claras frente a las actuales baterías ion litio. Por un lado, se deterioran con mayor lentitud, permitiendo un mejor funcionamiento durante más tiempo. Evita que se vayan a tener que sustituir con tanta frecuencia, así que causan un impacto menor en el medio ambiente, otro aspecto que es importante. Son capaces de mantener su carga durante más tiempo, relacionado con que se deterioran con menor rapidez.

Otra ventaja es que cargan en menos tiempo que las baterías de litio actuales, habiendo algunos desarrollos en marcha que podrían hacer que carguen en menos de un minuto. Estos son casos más extremos, pero se estima que una batería de grafeno podría cargarse en unos 15 minutos en total, siendo así mucho más rápido que la carga rápida actual en Android, aunque este tiempo es en el caso de Samsung. Lo más probable es que sea diferente en función del fabricante, pero estos 15 minutos son una estimación que nos da una idea sobre lo que esperar.

Un problema habitual en las baterías actuales se deterioran y van perdiendo capacidad, lo que nos obliga a comprobar su estado y ciclos de carga con cierta frecuencia. Las baterías de grafeno pondrían un final a este problema. Además, se presentan como una solución para optimizar el uso de la energía en dispositivos electrónicos, ya que no se usarán solo en teléfonos móviles.

Dónde y cómo se usará el grafeno en baterías

El grafeno es visto como el material del futuro porque será posible usarlo en una gran cantidad de dispositivos. No solo vamos a ver baterías de grafeno en teléfonos móviles, si bien serán uno de los principales beneficiados del uso de este material en la fabricación de las baterías. Otros dispositivos electrónicos también podrían usarlas:

  1. Teléfonos móviles y tablets: Las baterías de grafeno proporcionarán una mayor autonomía y tienen además una mayor vida útil, teniendo en cuenta que los teléfonos actuales no cuentan apenas con baterías extraíbles, permitirá usar el teléfono durante más tiempo.
  2. Smartwatch y pulseras de actividad: La duración de la batería es un aspecto en el que han mejorado mucho, pero al no ser extraíble, una batería fabricada con grafeno permitirá una mayor vida útil, reduciendo las posibilidades de problemas.
  3. Vehículos eléctricos: Las características de estas baterías permitirán incrementar la potencia de las mismas, además de aumentar la durabilidad de forma notable, aprovechando la energía al máximo. Firmas como Tesla ya exploran este camino, así que podrían llegar en un par de años.
  4. Baterías externas: Las powerbank o baterías externas se van a poder aprovechar también del uso del grafeno. De hecho, las primeras que usan este material empiezan a llegar al mercado, usando las baterías de grafeno de Tesla, por ejemplo. Permite tener una gran capacidad en un tamaño reducido, además de ser una batería que va a durar más tiempo, lo que permitirá que disfrutemos de ellas durante mucho tiempo.

Son algunos de los segmentos que más se podrían beneficiar del uso de este tipo de baterías, o dispositivos en los que se podría hacer uso de las mismas. Realmente, cualquier dispositivo que use baterías de litio actuales podría acabar haciendo uso de una con grafeno en el futuro. Así que esto abre un mundo de posibilidades en el uso de este material en el mercado, al ser posible su aplicación en muchos segmentos, al menos de momento parece que es algo posible. Investigaciones futuras deberían arrojar más claridad sobre las posibilidades de su aplicación.

Por qué tardan tanto en llegar

Hace ya bastante tiempo que se habla sobre las baterías de grafeno, su potencial y sobre el hecho de que son el futuro en el caso de los teléfonos. Hay empresas que han logrado además grandes avances en este campo, como Samsung, que van haciendo que estén cada vez más cerca de ser reales. Pero hasta el momento no han llegado, lo que sigue generando dudas, ya que hace años que escuchamos que están muy cerca de ser usadas en teléfonos.

Uno de los aspectos más importantes que hay que considerar es que el grafeno es un material inestable, por lo que trabajar con el mismo no es sencillo. Hay que operar con cuidado para poder obtener los resultados esperados, y que luego sea viable usarlo en los productos, para obtener esos resultados y aprovechar sus ventajas. Este tipo de operaciones no son simples, llevan tiempo y requieren también de una inversión notable en recursos financieros. Así que no es algo al alcance de todas las empresas, o no todas están dispuestas a invertir. Esto ya ha generado un notable retraso en su llegada al mercado.

Además, ha sido un material que durante décadas ha estado abandonado prácticamente, lo que ha retrasado mucho la investigación al respecto. No fue hasta 2004 cuando un estudio de la Universidad de Manchester lo puso de nuevo en el mapa, lo que supuso el comienzo de una nueva era de interés e investigación hacia las ventajas y posibles aplicaciones del mismo. Este estudio ya está siendo un impulso de importancia, porque en 2012 el grafeno ya generaba un mercado de 9 millones de dólares, algo que se espera que con el uso de las baterías de grafeno se vaya a incrementar de forma clara.

Por qué son importantes de cara al futuro

Tipos de batería

En las baterías actuales se emplea litio, que es otro metal de gran importancia, pero cuyas reservas se han ido reduciendo a gran velocidad, debido al incremento de la demanda que ha habido en la pasada década. El incremento de la demanda ha sido de un 12% anualmente en los pasados años, lo que hace que sea insostenible de cara al futuro. Esta es una razón que ha hecho que la industria comience a buscar alternativas, o más bien, se vea obligada a buscar alternativas.

Es entonces cuando el grafeno se ha presentado como una buena opción para sustituir al litio en la fabricación de las baterías. Aunque, como hemos mencionado antes, la necesidad de llevar a cabo investigación en este sentido es algo esencial, que facilite su uso y aplicación de manera correcta. Esta investigación es algo que se lleva a cabo actualmente, pero que necesita tiempo, para que se pueda establecer que su uso es realmente viable, seguro y útil.

Las baterías de grafeno pueden cambiar muchos aspectos en los teléfonos. Pueden contribuir a una mejor experiencia de uso, al tener una batería que dura más o que se carga más rápidamente. Por otro lado, el que tengan una mayor vida útil puede contribuir a una mayor innovación en los teléfonos, con modelos que no tengan botones o agujeros, aprovechando que dicha batería va a resistir tiempo y no será necesario extraerla.

Es por ello que las baterías de grafeno son vistas como el futuro de la industria. No sabemos aún cuándo llegarán de manera oficial, si bien parece que se van acercando cada vez más, aunque sin fechas. Pero queda claro que este material ha venido para quedarse, tras ser re-descubierto en 2004. Solo queda esperar a ver cuándo llega el momento de su uso de manera masiva.

¿Subirán los precios de los teléfonos con estas baterías?

Cómo ahorra batería tu móvil Android sin que te des cuenta

Debido a las ventajas que presentan, los costes de fabricación de las baterías de grafeno deberían ser menores que los de las actuales baterías. Aunque hace años que se habla de las mismas y su desarrollo no ha terminado aún, por lo que los costes de investigación a los que se enfrentan actualmente los fabricantes son elevados. Marcas como Huawei o Samsung llevan ya varios años trabajando duro en el desarrollo de este tipo de baterías, con la inversión que esto supone para ellos.

Estos costes que han acumulado es probable que acaben repercutiendo en el precio de los teléfonos, como una manera de compensar estos costes de investigación. Lo mismo que ha ocurrido con otras tecnologías o innovaciones que han ido llegando a los teléfonos, como los paneles OLED, que al principio eran algo exclusivo dentro de la gama alta en Android.

Lo más probable es que pase lo mismo con las baterías de grafeno. Se lanzarán de forma progresiva en el mercado, siendo teléfonos dentro de la gama alta los primeros en hacer uso de las mismas, y con el paso del tiempo irán llegando a más segmentos de mercado. Por eso, es probable que los primeros teléfonos Android que usen este tipo de baterías vayan a tener un precio más elevado, pero que con el paso del tiempo sea algo normalizado y no tenga tanta influencia en su precio. Todavía es pronto para poder afirmarlo, pero no sería raro que sea este el patrón que sigan en su lanzamiento.

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