Los supercondensadores desafían a las baterías

Un equipo que trabaja con Roland Fischer, Profesor de Química Inorgánica y Metal-Orgánica de la Universidad Técnica de Munich (TUM) ha desarrollado un supercondensador altamente eficiente.

La base de este dispositivo de almacenamiento de energía es un novedoso, potente y también sostenible material híbrido de grafeno que tiene datos de rendimiento comparables a los de las baterías utilizadas actualmente.

Por lo general, el almacenamiento de energía se asocia con baterías y acumuladores que proporcionan energía para los dispositivos electrónicos.

Sin embargo, en las computadoras portátiles, cámaras, teléfonos celulares o vehículos, se instalan cada vez más los llamados supercondensadores.

A diferencia de las baterías, estos pueden almacenar rápidamente grandes cantidades de energía y suministrarla con la misma rapidez.

Si, por ejemplo, un tren frena al entrar en la estación, los supercondensadores almacenan la energía y la suministran de nuevo cuando el tren necesita mucha energía muy rápidamente al arrancar.

Sin embargo, un problema de los supercondensadores hasta la fecha era su falta de densidad de energía.

Mientras que los acumuladores de litio alcanzan una densidad de energía de hasta 265 Kilovatios hora (KW/h), los supercondensadores hasta ahora solo habían entregado una décima parte de la misma.

El equipo que trabaja con el químico de la TUM, Roland Fischer, ha desarrollado ahora un novedoso, poderoso y sostenible material híbrido de grafeno para supercondensadores.

Sirve como electrodo positivo en el dispositivo de almacenamiento de energía.

Los investigadores lo están combinando con un electrodo negativo probado basado en titanio y carbono.

El nuevo dispositivo de almacenamiento de energía no solo alcanza una densidad de energía de hasta 73 Wh/kg, que equivale aproximadamente a la densidad de energía de una batería de níquel e hidruro metálico, sino que también funciona mucho mejor que la mayoría de los demás supercondensadores con una densidad de potencia de 16 kW/kg.

El secreto del nuevo supercondensador es la combinación de diferentes materiales, por lo que los químicos se refieren a él como “asimétrico”.

Los investigadores apuestan por una nueva estrategia para superar los límites de rendimiento de los materiales estándar: utilizan materiales híbridos.

“La naturaleza está llena de materiales híbridos altamente complejos y optimizados evolutivamente: los huesos y los dientes son ejemplos.

Sus propiedades mecánicas, como la dureza y la elasticidad, se optimizaron mediante la combinación de varios materiales por la naturaleza“, dice Roland Fischer.

La idea abstracta de combinar materiales básicos fue transferida a los supercondensadores por el equipo de investigación.

Como base, utilizaron el novedoso electrodo positivo de la unidad de almacenamiento con grafeno químicamente modificado y lo combinaron con una estructura orgánica metálica nanoestructurada, la llamada MOF.

Fuente: Noticias de la Ciencia