19/04/2021 - Supercondensadores de grafeno: ¿Cuál es su futuro?

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Investigadores del ISOM-UPM han analizado el papel que jugará el grafeno en el desarrollo de supercondensadores y baterías más eficientes y con mejores resultados en cuanto a reproducibilidad, complejidad, consumo de tiempo, coste y versatilidad. Sus aplicaciones se extenderán desde la energía a campos como la biomedicina o la agricultura.

El grafeno, uno de los “nuevos materiales” que más protagonismo ha cobrado en los últimos años, tendrá mucho que ver en ello tal y como refleja un estudio realizado por un equipo de investigadores del ISOM en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

“Un supercondensador es un dispositivo de almacenamiento de energía por medios físicos que permite cargar y descargarse en pocos segundos. Desde que en 2008 Stoller describió el primer supercondensador de grafeno, se han alcanzado avances espectaculares, y conseguido cada vez mayor densidad de energía y de potencia”, explica Javier Martínez Rodrigo, del Grupo de Dispositivos Semiconductores del ISOM-UPM y uno de los participantes en este trabajo que ha analizado los supercondensadores de grafeno más prometedores desde la gran escala hasta la  microescala y las posibilidades que ofrecen.

Para ello, los investigadores realizaron un estudio a doble escala. Por un lado, describieron las técnicas de fabricación con mejores resultados en cuanto a su reproducibilidad, complejidad, consumo de tiempo, coste y versatilidad. Por otro, se presentaron las ventajas de miniaturizarlos en forma de micro-supercondensadores, para que puedan ser integrados en dispositivos portátiles de pequeño tamaño.

Como resultado de ese análisis, los investigadores hallaron varias ventajas que pueden destacarse del uso del grafeno para la fabricación de microcondensadores.

Aplicaciones en la energía, pero también el medioambiente e incluso la biomedicina

“El grafeno permite fabricar supercondensadores con mejores características (capacidad específica, densidad de energía, potencia), que permiten predecir que pronto pasarán a formar parte de nuestros dispositivos electrónicos”, añaden los investigadores Andrés Velasco y Yu Kyoung Ryu. “Podrá sustituir otros componentes comerciales más caros, más contaminantes y menos eficientes, o utilizarse como complemento a otros dispositivos de almacenamiento de energía, como las baterías de litio, en los vehículos eléctricos”, añade el catedrático Fernando Calle.

Además, sus ventajas no se quedarán en el plano medioambiental o energético, sino que también se ampliarán a campos como la agricultura o la biomedicina, ya que los supercondensadores de grafeno podrán formar parte de dispositivos miniaturizados autoalimentados al ser integrados con sensores de distintos tipos en las aplicaciones de electrónica portátil/wearable y para el Internet de las Cosas (IoT).

El trabajo desarrollado por los investigadores de la UPM, y en el que también colabora el CIEMAT bajo el proyecto (ENE2017-88065-C2-1-R) (MINECO/AEI/FEDER, UE), ha sido publicado recientemente en la revista internacional Sustainable Energy & Fuels, como portada de la misma.

Ref

Referencia Andrés Velasco, Yu Kyoung Ryu, Alberto Boscá, Antonio Ladrón-de-Guevara, Elijah Hunt, Jinghan Zuo, Jorge Pedrós, Fernando Calle y Javier Martinez. ‘Recent Trends in Graphene Supercapacitors: from Large Area to Microsupercapacitors’. Sustainable Energy & Fuels (2021), DOI: 10.1039/D0SE01849J.

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Universidad Politécnica de Madrid

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