Los investigadores de la Universidad de Monash han acercado el almacenamiento de energía de próxima generación con una ingeniería primordial:un dispositivo basado en grafeno que es compacto, pero dura tanto como una batería convencional.

Publicado hoy en Ciencias , un equipo de investigación dirigido por el profesor Dan Li del Departamento de Ingeniería de Materiales ha desarrollado una estrategia completamente nueva para diseñar supercondensadores (SC) basados ​​en grafeno, haciéndolos viables para un uso generalizado en el almacenamiento de energía renovable, electrónica portátil y vehículos eléctricos.

Los SC generalmente están hechos de carbono altamente poroso impregnado con un electrolito líquido para transportar la carga eléctrica. Conocidos por su vida útil casi indefinida y la capacidad de recargarse en segundos, el inconveniente de los SC existentes es su baja relación de almacenamiento de energía a volumen, conocida como densidad de energía. Densidad de energía baja de cinco a ocho vatios-hora por litro, significa que los SC son inviablemente grandes o deben recargarse con frecuencia.

El equipo del profesor Li ha creado un SC con una densidad de energía de 60 vatios-hora por litro, comparable a las baterías de plomo-ácido y alrededor de 12 veces mayor que los SC disponibles comercialmente.

"Ha sido durante mucho tiempo un desafío hacer que los SC sean más pequeños, más ligero y compacto para satisfacer las necesidades cada vez más exigentes de muchos usos comerciales, "Dijo el profesor Li.

Grafeno que se forma cuando el grafito se descompone en capas de un átomo de espesor, es muy fuerte, químicamente estable y un excelente conductor de electricidad.

Para hacer su electrodo excepcionalmente compacto, El equipo del profesor Li aprovechó una película de gel de grafeno adaptativo que habían desarrollado anteriormente. Utilizaron electrolitos líquidos, generalmente el conductor en los SC tradicionales, para controlar el espacio entre las hojas de grafeno en la escala subnanométrica. De esta forma, el electrolito líquido desempeñaba un doble papel:mantener el diminuto espacio entre las láminas de grafeno y conducir la electricidad.

A diferencia del carbón poroso 'duro' tradicional, donde el espacio se desperdicia con 'poros' innecesariamente grandes, La densidad se maximiza sin comprometer la porosidad en el electrodo del profesor Li.

Para crear su material, el equipo de investigación utilizó un método similar al utilizado en la fabricación tradicional de papel, lo que significa que el proceso podría ampliarse de manera fácil y rentable para uso industrial.

"Hemos creado un material de grafeno macroscópico que es un paso más allá de lo que se ha logrado anteriormente. Está casi en la etapa de pasar del laboratorio al desarrollo comercial". "Dijo el profesor Li.