ngenieros de la Universidad Monash de Australia han logrado un avance significativo en la tecnología de supercondensadores que, según afirman, podría allanar el camino para aplicaciones de próxima generación en transporte electrificado, estabilización de red y electrónica de consumo.
Los supercondensadores se consideran una clase emergente de dispositivos de almacenamiento de energía que almacenan la carga de forma electrostática, en lugar de hacerlo mediante reacciones químicas como las que se encuentran en las baterías tradicionales.
Sin embargo, si bien ofrecen una carga rápida, una descarga rápida de energía y un ciclo de vida muy largo, los supercondensadores se han visto limitados por su baja densidad energética y almacenan menos energía por volumen o peso.
Por el contrario, las baterías de iones de litio proporcionan una alta densidad energética para una descarga más prolongada, aunque se cargan más lentamente, tienen una vida útil más corta y una menor densidad de potencia.
El problema con los supercondensadores es que sólo una pequeña fracción de la superficie del material de carbono era accesible para su uso.
Nuevo material basado en carbono
Pero en un nuevo estudio publicado en Nature Communications, un equipo de ingenieros de la Universidad de Monash ha creado un nuevo tipo de material basado en carbono que permite a los supercondensadores almacenar tanta energía como las baterías de plomo-ácido tradicionales.
Dicen que pueden hacer esto manteniendo los beneficios inherentes a la tecnología de supercondensadores, como entregar energía mucho más rápido de lo que las baterías convencionales pueden gestionar.
En concreto, mediante un proceso de recocido térmico rápido y una nueva arquitectura de material sintetizada a partir de grafito natural (un recurso abundante en Australia), el equipo de Monash pudo crear óxido de grafeno reducido multiescala (M-rGO), una estructura de grafeno muy curvada con vías precisas para que los iones se muevan de forma rápida y eficiente.
El material resultante ofrece alta densidad energética y alta densidad de potencia, una combinación que rara vez se logra en un solo dispositivo.
«Nuestro equipo ha demostrado cómo liberar mucha más superficie simplemente cambiando la forma en que se trata térmicamente el material», dijo el profesor Mainak Majumder , miembro del equipo de investigación y director del Centro de investigación ARC para fabricación avanzada con materiales 2D (AM2D) en Monash.
Supercondensadores de carga rápida
“Este descubrimiento podría permitirnos construir supercondensadores de carga rápida que almacenen suficiente energía para reemplazar baterías en muchas aplicaciones y la distribuyan mucho más rápidamente”.
La investigación fue apoyada por el Consejo Australiano de Investigación y la Oficina de Investigación Patrocinada de la Fuerza Aérea de EEUU y es parte del compromiso más amplio de la Universidad para desarrollar materiales avanzados para un futuro energético con bajas emisiones de carbono.
Según Petar Jovanovi?, investigador del ARC AM2D Hub y coautor del estudio, cuando se ensamblan en dispositivos de celdas tipo bolsa, los nuevos supercondensadores pueden proporcionar densidades de energía volumétrica de hasta 99,5 Wh/L, densidades de potencia de hasta 69,2 kW/L y capacidades de carga rápida con una excelente estabilidad de ciclo.
«Estas métricas de rendimiento se encuentran entre las mejores jamás reportadas para supercondensadores basados ??en carbono y, fundamentalmente, el proceso es escalable y compatible con las materias primas australianas», dijo Jovanovi?.
El supercondensador ahora se está comercializando a través de una empresa derivada de la Universidad de Monash, Ionic Industries, que está trabajando con socios de almacenamiento de energía para llevar este avance a aplicaciones orientadas al mercado, donde tanto la alta energía como la entrega rápida de energía son esenciales.
Fuente: Agencia ID.
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