Supercondensadores de grafeno para almacenar energía

El número de dispositivos electrónicos, como los móviles, ordenadores y tablets que utilizamos habitualmente, ha aumentado de forma exponencial y todos necesitan de una fuente energética: primero fueron las baterías y todo apunta a que en los próximos años los supercondensadores serán un serio competidor, y el grafeno tendrá mucho que ver.

Así lo refleja un estudio, liderado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y publicado recientemente en la portada de la revista Sustainable Energy & Fuels, donde se revisan las tendencias en la investigación de superconductores de grafeno, desde el uso de elementos que mejoran el rendimiento de los electrodos en las superficies grandes que permite este material, hasta la miniaturización que consiguen las cada vez más versátiles técnicas de fabricación.

Un supercondensador almacena energía, permitiendo cargar y descargar en pocos segundos, y con los de grafeno se han alcanzado avances espectaculares, logrando cada vez mayor densidad de energía y potencia

Javier Martínez Rodrigo (UPM)

“Un supercondensador es un dispositivo de almacenamiento de energía por medios físicos que permite cargar y descargar en pocos segundos”, recuerda el couator Javier Martínez Rodrigo, “y 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”

Los autores han llevado a cabo una revisión a doble escala. Por un lado, describen las técnicas de fabricación con mejores resultados en cuanto a su reproducibilidad, complejidad, consumo de tiempo, coste y versatilidad. Por otro, se presentan las ventajas de miniaturizarlos en forma de microsupercondensadores, para que puedan ser integrados en dispositivos portátiles de pequeño tamaño.

“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”, apuntan los coautores 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 la llamada electrónica portátil o wearable y para el llamado internet de las cosas.

Referencia: 

Andrés Velasco et al. “Recent Trends in Graphene Supercapacitors: from Large Area to Microsupercapacitors”. Sustainable Energy & Fuels, 2021. 

En este trabajo también ha colaborado el CIEMAT en el marco de un proyecto del  Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital (MINECO).