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Graphene-based Electrodes for Application in Supercapacitors

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Un supercapacitador de un material extraordinario

Supercapacitadores de alto rendimiento pronto podrían impulsar los automóviles eléctricos gracias a un descubrimiento trascendental relacionado con el grafeno, con lo cual podrán realmente competir con los automóviles de gasolina y diésel.

Energía

Los supercapacitadores suponen una de las últimas innovaciones en lo que se refiere al almacenamiento de energía. En vehículos eléctricos híbridos, pueden acoplarse con pilas de combustible o baterías que aportan potencia alta durante la aceleración o para almacenar energía de frenado. Los materiales electrodos y los electrolitos adecuados optimizan el rendimiento del supercapacitador, asegurando niveles altos de energía y densidad de potencia. Un equipo de científicos de la Unión Europea en el marco del proyecto ELECTROGRAPH (Graphene-based electrodes for application in supercapacitors) se ha centrado en la producción a gran escala de materiales de electrodo basados en grafeno y en el uso de electrolitos ecológicos de líquido iónico a temperatura ambiente. Los científicos esperan que el grafeno sustituya al carbono activado (AC) utilizado en los electrodos de los supercapacitadores. El grafeno posee ventaja respecto al carbono activado en cuanto a su conductividad y no a las características de su área de superficie y, en consecuencia, su mayor capacidad de almacenamiento. Los científicos produjeron óxidos de grafito, los separaron en láminas de grafeno e incorporaron las láminas a un supercapacitador. En comparación con los electrodos a base de AC, los de grafeno presentaron mejores propiedades de adhesión y capacidad de almacenamiento de energía. Para aumentar la escala de la tecnología, el próximo paso será mejorar aún más el proceso de separación del grafito (exfoliación) y utilizar un electrolito de baja viscosidad para rebajar la resistencia del supercapacitador. Es más probable que una versión refinada del supercapacitador que aplique métodos que consuman poca energía para producir grafeno contribuya al avance de esta tecnología. Para el reciclaje de supercapacitadores retirados de servicio, los científicos investigaron métodos de pirólisis a fin de recuperar y reutilizar materiales valiosos de los colectores metálicos, electrolitos y electrodos. Se demostró además que el grafeno reciclado puede servir como relleno funcional en polímeros, mejorando las propiedades mecánicas y la conductividad. El proyecto dedicó grandes esfuerzos a la promoción del almacenamiento eficiente de la energía, allanando el camino hacia la popularización del uso de vehículos eléctricos. En comparación con las baterías convencionales, los supercapacitadores generan menos residuos y no utilizan materiales tóxicos o raros como el cadmio o el litio, respectivamente. Por último, a diferencia de los electrolitos convencionales, los líquidos iónicos no son tóxicos ni inflamables.

Palabras clave

Supercapacitador, automóviles eléctricos, grafeno, almacenamiento de energía, vehículos eléctricos, líquido iónico

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