Poder recargar un coche eléctrico en segundos en lugar de horas, o el teléfono en un abrir y cerrar de ojos. Esta perspectiva podría pronto hacerse realidad gracias a un avance importante en el campo del almacenamiento de energía, que podría transformar nuestra relación con la electricidad en la vida cotidiana.
Unos investigadores han desarrollado un material innovador a base de carbono que permite a los supercondensadores almacenar tanta energía como las baterías tradicionales mientras se recargan casi al instante. Este descubrimiento abre nuevas perspectivas para los vehículos eléctricos, la estabilización de las redes eléctricas y nuestros dispositivos electrónicos personales. El equipo científico ha publicado sus resultados en
Nature Communications, detallando cómo este enfoque podría revolucionar nuestra forma de almacenar y utilizar la energía.
El profesor Mainak Majumder, que participó en las investigaciones, explica que la innovación reside en una modificación del tratamiento térmico del material. Esta simple adaptación permite explotar una superficie mucho mayor del carbono, lo que mejora considerablemente su capacidad para almacenar energía. Este enfoque podría conducir a la creación de supercondensadores de carga ultrarrápida capaces de reemplazar las baterías en muchas aplicaciones mientras ofrecen una entrega de energía mucho más rápida.
El material clave de este avance se llama óxido de grafeno reducido multiescala. Se produce a partir de grafito natural, un recurso abundante en Australia. Gracias a un proceso de tratamiento térmico rápido, los investigadores han creado una estructura de grafeno particularmente curvada que permite a los iones circular con gran rapidez y eficiencia. Esta arquitectura única combina una alta densidad energética con una potencia importante, una combinación rara en un solo dispositivo.
Las pruebas realizadas en dispositivos con forma de bolsillo han demostrado un rendimiento excepcional. Estos supercondensadores alcanzan densidades energéticas volumétricas cercanas a 100 Wh/L cuando utilizan electrolitos líquidos iónicos, mientras ofrecen densidades de potencia que superan los 69 kW/L. También mantienen una estabilidad notable tras numerosos ciclos de carga y descarga, lo que los hace especialmente fiables para un uso intensivo.
Diagrama conceptual que muestra las diferencias de estructura según la densidad, el transporte de carga y la capacidad normalizada en la superficie.
La tecnología está actualmente en proceso de comercialización por Ionic Industries, una empresa surgida de la universidad Monash. El equipo ya está produciendo cantidades industriales de estos materiales de grafeno y colabora con socios especializados en almacenamiento de energía. El objetivo es integrar esta innovación en aplicaciones concretas donde la combinación de una alta capacidad energética y una entrega rápida de potencia es esencial.
Cómo funcionan los supercondensadores
Los supercondensadores almacenan la electricidad de una manera fundamentalmente diferente a las baterías tradicionales. En lugar de recurrir a reacciones químicas lentas, acumulan la carga eléctrica de forma electrostática en la superficie de un material conductor. Este enfoque permite transferencias de energía extremadamente rápidas, pero hasta ahora presentaba una limitación importante en términos de capacidad de almacenamiento.
La superficie disponible en el material carbonado determina directamente la cantidad de energía que el supercondensador puede almacenar. Tradicionalmente, solo una pequeña parte de esta superficie era realmente utilizable, lo que limitaba considerablemente el rendimiento de estos dispositivos. Por ello, los investigadores han buscado formas de aumentar esta superficie activa sin comprometer las otras características del material.
A diferencia de las baterías, que se desgastan con el tiempo debido a las reacciones químicas repetidas, los supercondensadores pueden soportar cientos de miles de ciclos de carga y descarga sin degradación significativa. Esta excepcional durabilidad los hace especialmente adecuados para aplicaciones que requieren recargas frecuentes y rápidas, como los vehículos eléctricos o los sistemas de recuperación de energía.
La combinación única de velocidad de carga y larga vida útil abre perspectivas interesantes para numerosos campos. Desde el transporte hasta las redes eléctricas, pasando por la electrónica de consumo, esta tecnología podría satisfacer necesidades donde el equilibrio entre capacidad de almacenamiento y rapidez de uso es determinante.
Fuente: Nature Communications