Investigadores de la UPM han concluido en un estudio que el grafeno jugará un importante papel en el desarrollo de los supercondensadores y baterías. Serán más eficientes y obtendrán mejores resultados en cuanto a reproducibilidad, complejidad, consumo de tiempo, coste y versatilidad. Sus aplicaciones se extenderán desde la energía a campos como la biomedicina o la agricultura.
El estudio lo han realizado investigadores del Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM) de la Universidad Politécnica de Madrid. Y la revista internacional Sustainable Energy & Fuels lo ha publicado, incluso lo ha llevado como portada. En el trabajo también colabora el CIEMAT bajo el proyecto (ENE2017-88065-C2-1-R) (MINECO/AEI/FEDER, UE).
Según explican los investigadores, vivimos en una sociedad energéticamente dependiente y con una demanda creciente de energía. El número de dispositivos electrónicos ha crecido de forma exponencial. Todos ellos necesitan una fuente energética que ha ido evolucionando con el tiempo. Primero fueron las baterías, pero los supercondensadores apuntan a un futuro a corto plazo para competir con ellas.
El grafeno es uno de los nuevos materiales que ha adquirido gran protagonismo en este campo. En esa línea, se postula como una de las claves del papel que van a jugar los supercondensadores.
Javier Martínez Rodrigo, del Grupo de Dispositivos Semiconductores del ISOM-UPM y uno de los participantes en este trabajo, indica:
“Un supercondensador es un dispositivo de almacenamiento de energía por medios físicos que permite cargar y descargarse en pocos segundos. Desde que en 2008 Stoller describió el primer supercondensador de grafeno, se han alcanzado avances espectaculares, y conseguido cada vez mayor densidad de energía y de potencia”.
Supercondensadores de grafeno
El trabajo de la UPM ha analizado los supercondensadores de grafeno más prometedores desde la gran escala hasta la microescala y las posibilidades que ofrecen.
Para ello, los investigadores realizaron “un estudio a doble escala”:
- Por un lado, describieron las técnicas de fabricación con mejores resultados en cuanto a su reproducibilidad, complejidad, consumo de tiempo, coste y versatilidad.
- Y, por otro, se presentaron las ventajas de miniaturizarlos en forma de micro-supercondensadores, para que puedan integrarse en dispositivos portátiles de pequeño tamaño.
Resultados del estudio
Como resultado de ese análisis, los investigadores hallaron varias ventajas que pueden destacarse del uso del grafeno para la fabricación de microcondensadores.
Los investigadores Andrés Velasco y Yu Kyoung Ryu han explicado:
“El grafeno permite fabricar supercondensadores con mejores características (capacidad específica, densidad de energía, potencia), que permiten predecir que pronto pasarán a formar parte de nuestros dispositivos electrónicos”.
Mientras, el catedrático Fernando Calle ha añadido:
“Podrá sustituir otros componentes comerciales más caros, más contaminantes y menos eficientes; o utilizarse como complemento a otros dispositivos de almacenamiento de energía, como las baterías de litio, en los vehículos eléctricos”.
Además, sus posibilidades no se quedarán en ámbitos medioambientales o energéticos. Sus ventajas llegarán a campos como la agricultura o la biomedicina. Los supercondensadores de grafeno podrán formar parte de dispositivos miniaturizados autoalimentados al integrarse en las aplicaciones de electrónica portátil/wearable y para el Internet de las Cosas (IoT).
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