Chicago en invierno es un lugar implacable. ¿Quieres moverte por la ciudad? ¿No tienes coche? Prepárate para estar de pie en un andén elevado durante 10 minutos y trata de exponer la menor parte posible de tu piel al viento fuerte y abrasador. ¿Otra vez la temperatura está bajo cero? Aquí hay una débil lámpara de calor exterior en el andén; agradézcalo.
Me encontré en uno de esos andenes, temblando bajo una de esas lámparas, el pasado sábado (30 de diciembre) mientras la temperatura descendía a 3 grados Fahrenheit (menos 16 grados Celsius). Acababa de llegar de almorzar, durante lo cual había secuestrado uno de los enchufes del restaurante para cargar mi teléfono al 100% de su capacidad de batería; mi siguiente destino era el centro de la ciudad, en una zona con la que no estaba familiarizado, y me aseguraba de tener mi GPS a mano para guiarme. Y sin embargo, cuando saqué mi dispositivo del bolsillo en ese andén para comprobar mi ruta, la carga ya había caído en picado: La lectura en la esquina superior derecha de mi pantalla parpadeaba en rojo: «1% …1% …1%». Momentos después, el dispositivo estaba muerto.
¿Por qué?
La respuesta breve es que las baterías se basan en reacciones químicas para funcionar, y las temperaturas de congelación ralentizan o detienen esas reacciones.
Las baterías de iones de litio, los recargables habituales que impulsan gran parte de nuestra vida moderna y que viven dentro de casi todos los teléfonos móviles, descargan corriente eléctrica cuando los iones de litio individuales se mueven a través de la solución desde un extremo de la batería (el ánodo) hasta el otro extremo (el cátodo). Cuando la batería se agota, todos esos iones se incrustan en el grafito poroso del cátodo. Cuando está completamente cargada, todos están incrustados en el ánodo, según Ann Marie Sastry, cofundadora y consejera delegada de Sakti3, una startup de tecnología de baterías con sede en Michigan, que habló con Live Science para un artículo pasado.
Los químicos no tienen una buena idea de cómo el frío ralentiza exactamente las reacciones que tienen lugar dentro de las baterías de iones de litio. «Los mecanismos exactos que conducen a un mal rendimiento de las baterías de iones de litio a bajas temperaturas todavía no se comprenden bien», escribió un equipo de ingenieros de baterías en un artículo publicado en el Journal of The Electrochemical Society en 2011.
Pero, en general, es cierto que el frío extremo ralentiza las reacciones en las baterías de todos los tipos a un ritmo lento.
Cuando el medidor de carga de mi teléfono marcaba «1%» en esa plataforma, todos los iones no habían saltado de repente al cátodo. De hecho, las temperaturas frías impiden el tipo de descarga lenta que hacen los iones de la batería a temperatura ambiente, como explica el sitio web de ingeniería Lithiumpros.com. Pero como el frío intenso había ralentizado o detenido la reacción en el interior de la batería, esta descargó menos corriente de la que el teléfono necesitaba para seguir funcionando, escribió en 2017 en thoughtco.com la química Anne Marie Helmenstine, doctora en ciencias biomédicas y profesora de química en varios niveles académicos. El teléfono interpretó esa débil descarga como una señal de que la batería estaba casi muerta, y se apagó solo poco después.
Por suerte, no intenté recargar la batería mientras el teléfono seguía congelado. Bajo temperaturas muy frías, como escribió el químico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Stephen J. Harris en su sitio web, el proceso de carga de iones de litio puede fallar horriblemente. En condiciones normales, aplicar una corriente eléctrica a la batería transportaría los iones de vuelta a los poros del grafito del ánodo. Pero cuando la batería está congelada, los iones no entran en el grafito. En cambio, salen de la solución y se depositan en la superficie del grafito en forma de litio sólido. Ese proceso puede arruinar el rendimiento y la vida útil de una batería.
Cuando mi teléfono volvió a calentarse, demostró que no necesitaba una carga de todos modos; sólo necesitaba temperaturas suficientemente cálidas para permitir la reacción. Cuando pulsé el botón de encendido del dispositivo recién calentado, se encendió y el medidor de la batería indicaba «94%».
Los iones no se habían ido a ninguna parte. Simplemente no podían moverse correctamente en el frío.
Publicado originalmente en Live Science.
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