FUTURO
Un nuevo material podría revolucionar el
almacenamiento de energía
Un
equipo se de investigadores ha desarrollado un método para fabricar una
plastilina conductora capaz de almacenar la electricidad. El método barato y
fácil de llevar a escala industrial, lo que podría dar solución a uno de los
grandes problemas de energía de nuestros tiempos: conseguir almacenarla.
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Detalles del proceso
descrito en la investigación - Foto Universidad Drexel
de
Se
sabía que determinados materiales pueden almacenar energía en forma de
potencial electrostático en capas bidimensionales, pero su fabricación era
peligrosa por los productos necesarios para fabricarlos. Ahora un equipo de la
Universidad Drexel (EE.UU.) ha conseguido desarrollar un método que es más
barato, seguro y sencillo para fabricarplastilinas que son supercapacitores,
triplicando la cantidad energía eléctrica que
pueden almacenar. El procedimiento, además, es muy fácil de llevar a escala
industrial. Por su trascendencia, los resultados se han publicado en Nature.
A
diferencia de las baterías que convierten la energía química en eléctrica, los
capacitores (también llamados condensadores) almacenan energía como
potencial electrostático, parecido a crear una carga estática en un jersey. Los
supercapacitores tienen varias ventajas sobre las baterías: se cargan en
cuestión de segundos, pocos minutos a los sumo, pueden liberar la
energía en forma de descargas grandes y rápidas y son extremadamente
duraderos. Serían ideales para reemplazar a las baterías en automóviles.
Los
capacitores pueden liberar la energía en forma de descargas grandes y rápidas.
El
mismo equipo de investigadores descubrió en 2011 una familia completamente
nueva de supercapacitores a la que llamaron MXenos. El nombre proviene por una
parte de su composición química, la M es un metal de transición y la X
representa al carbono o al nitrógeno, y el sufijo -eno hace referencia a su
similitud bidimensional con el grafeno. Lo más interesante de los MXenos es
que podían almacenar tres veces más energía que los capacitores de carbono
estándar. Sin embargo, en su fabricación participaba el ácido fluorhídrico,
muy corrosivo y muy tóxico.
El
nuevo proceso sustituye el ácido fluorhídrico por ácido clorhídrico
diluido y fluoruro de litio, sustancias muchísimo más seguras. Pero no
solo eso, este nuevo proceso trajo la sorpresa de que un conocido MXeno, elcarburo
de titanio (Ti2C3), almacenaba varias veces la
energía del mismo producto sintetizado usando ácido fluorhídrico o, lo que es
lo mismo, seis veces lo que un capacitor de carbono.
Para
sorpresa de los científicos, el nuevo material también es maleable.
Pero
el MXeno mejorado reservaba otra sorpresa: era maleable como la
plastilina, gracias a las moléculas de agua que se intercalan entre las capas
del compuesto. Los investigadores lo pudieron modelar de distintas formas y
laminarlo para formar capas de unas decenas de micras de espesor. No solo eso,
si se diluye también se pueden hacer recubrimientos con él, incluso escribir
usándolo como tinta.
Las
posibilidades de un material como éste son inimaginables: se puede
modelar en la forma que se quiera, tiene una capacidad de almacenamiento
eléctrico alta, puede usarse como electrodo en baños sulfúricos con resultados
espectaculares, los materiales de partida son muy abundantes y el
proceso de fabricación es sencillo y seguro. Si además tenemos en cuenta
que estos son resultados de la primera generación del producto, no es
aventurado decir que podemos estar ante una verdadera revolución en la forma en
la que se almacenará la energía en el futuro.
Next.
Referencia:
M Ghidiu et al (2014) Conductive two-dimensional titanium carbide ‘clay’ with
high volumetric capacitance, Nature DOI: 10.1038/nature13970
* Este
artículo es parte de ‘Proxima’, una colaboración semanal de la Cátedra de Cultura
Científica de
la UPV con Para saber más, no dejes de visitar el Cuaderno de Cultura
Científica.
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