Automóviles que funcionen con supercondensadores podrían cargarse en minutos

Un descubrimiento casual podría acelerar el desarrollo de automóviles eléctricos y teléfonos móviles para que se carguen en cuestión de minutos.

Una compañía en el Reino Unido ha desarrollado prototipos simples de un nuevo tipo de supercondensador que podría almacenar más energía por volumen que las baterías que ahora se usan en automóviles y teléfonos.

Además, debería ser relativamente simple de fabricar.

“Esto promete hacer posible la carga rápida para vehículos eléctricos, además de ofrecer un método de bajo costo muy necesario para almacenar la salida transitoria de los sistemas de energía renovable”, dice Donald Highgate, director de investigación de Superdielectrics en Hertfordshire, Reino Unido.

Los vehículos eléctricos existentes y los teléfonos móviles usan baterías de iones de litio recargables.

Pero estos tardan horas en cargarse por completo, se desgastan después de unos cientos de cargas y pueden explotar si se sobrecalientan.

También requieren metales raros como el cobalto.

Es por eso que muchos equipos en todo el mundo están compitiendo para desarrollar alternativas, que incluyen varios tipos de supercondensadores, que se pueden cargar en cuestión de minutos.

Algunos autobuses en China y Singapur ya están parcialmente alimentados por supercondensadores que se recargan mediante conectores aéreos en las paradas de autobús.

Hay dos desventajas de los supercondensadores existentes: no almacenan casi tanta energía por volumen como las baterías de litio, y no retienen su carga por más de unos pocos días.

Superdielectrics cree que puede haber resuelto el primer problema, por accidente.

Hace décadas, Highgate ayudó a desarrollar plásticos absorbentes de agua llamados polímeros hidrofílicos que se usan en lentes de contacto blandos.

Desde entonces, ha desarrollado otras versiones de estos plásticos utilizados en las células de combustible de hidrógeno y estaba tratando de crear una forma que se pudiera usar en lentes de contacto inteligentes o para interfaces de electrodo-nervio.

En cambio, su equipo creó inadvertidamente un excelente condensador, que almacena electricidad a través de la polarización (ganancia o pérdida de electrones) de los polímeros.

Una hoja plana de este es capaz de almacenar hasta 20 Faradios por centímetro cuadrado.
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Eso es un orden de magnitud más que los supercondensadores disponibles comercialmente.

“No podíamos creer los resultados cuando los vimos”, dijo Jim Heathcote, jefe de Superdielectrics, en una conferencia de prensa.

El miembro del equipo Sushma Acharya ha creado prototipos simples que confirman las propiedades del material.

Por ejemplo, ella ha mostrado que una pieza cuadrada de 2 centímetros del material puede hacer funcionar un ventilador de 2 voltios durante unos minutos.

Los resultados del prototipo están en línea con los de las pruebas independientes sobre el material llevadas a cabo en 2016 por David Fermin de la Universidad de Bristol.

Otros equipos han informado números similares en pruebas de laboratorio, dice Fermin.

Otros supercondensadores típicamente usan electrodos con características a nanoescala diseñadas para aumentar el área de la superficie.

Superdielectrics ha logrado sus resultados utilizando electrodos planos de acero.

En teoría, la capacitancia podría aumentarse 10 o 100 veces, o incluso más, con electrodos más avanzados, dice Fermin.

Esto es en lo que el equipo está trabajando ahora.

Y dado que el ingrediente clave es un tipo de plástico, dichos condensadores deberían ser relativamente baratos.

El material también es principalmente agua en volumen, por lo que dichos condensadores también deberían ser más seguros que las baterías de litio.

Lo que nadie ha resuelto todavía es el problema de que los supercondensadores pierdan su carga en cuestión de días.

Entonces, si los supercondensadores llegan a ser ampliamente utilizados en vehículos eléctricos y otros dispositivos, es probable que se utilicen junto con las baterías, en lugar de reemplazarlas.

Fuente: New Scientist