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Nuevo material superconductor para almacenar energía

Estimada familia de Barinas, un nuevo material que puede almacenar grandes cantidades de energía con muy poca pérdida de energía ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Australia. Los científicos creen que este nuevo material dieléctrico tiene aplicaciones prácticas en el almacenamiento de energía renovable, los coches eléctricos y las tecnologías espaciales y de defensa.

Los materiales dieléctricos se utilizan para fabricar componentes fundamentales llamados condensadores, que almacenan la energía. Es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga. Los supercondensadores, también conocidos como condensadores electroquímicos de doble capa, son dispositivos electroquímicos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores normales, presentando una capacitancia miles de veces mayor.

La superconductividad es la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en ciertas condiciones, siendo una de éstas, el encontrarse a muy bajas temperaturas, cercanas al cero absoluto (-273ºC). Esta propiedad fue descubierta en 1911 por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, cuando observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía cuando se lo enfriaba a 4º Kelvin (-269 °C).

Otra de de las características que define a un supercondutor es que el campo magnético inducido por un campo magnético externo débil es cero en su interior cuando éste es enfriado por debajo de su temperatura de transición superconductora. Este efecto es llamado Meissner-Ochsenfel y es el que permite que los imanes leviten sobre un superconductor.

El nuevo material dieléctrico de óxido de metal supera a los condensadores actuales en muchos aspectos, como el almacenamiento de grandes cantidades de energía trabajando de forma fiable a partir de -190°C a 180°C, y es más barato de fabricar que los componentes actuales.

Este material se comporta significativamente mejor que los materiales dieléctricos actuales, por lo que tiene un enorme potencial. Con un mayor desarrollo, el material podría ser utilizado en 'supercondensadores' que almacenan enormes cantidades de energía, eliminando las limitaciones de almacenamiento de energía actuales y abriendo la puerta a la innovación en las áreas de la energía renovable, los coches eléctricos, incluso las tecnologías de defensa y el espacio.

El material podría especial para los sistemas de producción de energía eólica y solar. Esto es muy importante porque lo que se busca es que el material sea capaz de almacenar la energía hasta el momento en que realmente se necesita.

Los investigadores han estado tratando de diseñar nuevos materiales dieléctricos para hacer dispositivos de almacenamiento de energía más eficientes durante años. El proceso de diseño ha sido difícil debido a que los materiales deben cumplir con tres requisitos: una alta constante dieléctrica, lo que significa que pueden almacenar una gran cantidad de energía; una pérdida dieléctrica muy baja, es decir, que la energía no se escape y ni se desperdicie, y la capacidad para trabajar a través de una amplia gama de temperaturas.

Si el material tiene una constante dieléctrica más alta pero también una gran pérdida, el dispositivo es básicamente inútil, ya que no se conserva bien la energía, es como un cubo agujereado. El material también sería inútil si solo funciona bien a una cierta temperatura, ya que no podría hacer frente a las fluctuaciones diarias de temperatura normales. Es muy difícil conseguir estas tres características en un solo material..

Después de cinco años de duro trabajo, el equipo de investigación ha desarrollado un material que cumple con todos estos requisitos. Este éxito es una mezcla de suerte, experimentación y de determinación. Es amable con el medio ambiente, no tóxico y abundante.

Es posible que nuestros hijos puedan usar autos voladores similares a los que aparecen en las célebres comiquitas "Los Supersónicos".

Compilado por el equipo de Barinas.net.ve

El hogar virtual de la familia de Barinas

Referencias

http://www.rtve.es/noticias/20130527/materiales-superconductores-son-para-sirven/673222.shtml

http://www.abc.es/ciencia/20130702/abci-crean-nuevo-material-capaz-201307021228.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_eléctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Supercondensador

http://cesar.themudo.com/2012/07/levitacion-de-superconductores/

Imagen

http://fisicasenior.blogspot.com

http://sabersiocupalugar.blogspot.com/2010/06/levitacion-magnetica.html

Video

http://www.youtube.com/watch?v=zzYGQlHklsI

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