Empa desarrolla supercondensadores escalables hechos de grafeno
Un equipo del instituto de investigación suizo Empa está desarrollando nuevos electrodos para supercondensadores basados en grafeno. Se espera que esta tecnología permita alcanzar densidades energéticas significativamente mayores que las soluciones anteriores con carbón activado. Al mismo tiempo, los investigadores se centran en materiales y procesos que puedan ampliarse industrialmente. El proyecto cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia e Innosuisse como parte del programa de financiación Bridge. Su duración finaliza en 2028.
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Los supercondensadores, también llamados supercaps, almacenan energía eléctrica electrostáticamente y se caracterizan por una alta densidad de potencia y tiempos de carga y descarga rápidos. Se suelen utilizar en combinación con baterías, por ejemplo, en vehículos eléctricos, plantas industriales o aerogeneradores. Podrían ser útiles en aplicaciones de la economía del hidrógeno, por ejemplo, en sistemas con requisitos de energía muy fluctuantes.
Grafeno en lugar de carbón activadoEl núcleo del desarrollo reside en sustituir el carbón activado por grafeno como material del electrodo. Si bien el carbón activado ofrece una gran superficie, presenta baja conductividad eléctrica. Además, su procesamiento industrial requiere aglutinantes y aditivos que reducen la porosidad.
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El equipo de Empa utiliza su propio proceso para extraer grafeno de alta calidad del grafito de forma rentable y procesarlo para obtener tinta imprimible. Al combinar dos tipos de grafeno, el tamaño de poro de los electrodos se puede adaptar específicamente a los iones del electrolito. «Si ajustamos el tamaño de poro del electrodo al tamaño de los iones del electrolito, la densidad energética del supercondensador aumenta drásticamente», explica Sina Azad, investigadora de Empa.
Objetivo: prototipos comercializables para 2028Los investigadores buscan no solo desarrollar los electrodos, sino también fabricar supercondensadores completos utilizando la nueva tecnología. Esto incluye la selección de electrolitos adecuados, la definición de pasos de proceso industrialmente viables y la caracterización de los productos terminados. «Queremos desarrollar un producto real y fiable», promete Azad. (nhp)
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