Los estudios sobre nuevas alternativas energéticas es un campo de la ciencia que suele avanzar de forma lenta, pero con pasos seguros -despacito y con buena letra que se suele decir-. Eso sí, de vez en cuando se logran hallazgos que resultan ser una autentica revolución, al menos en apariencia, y la última revolución tiene mucho que ver con un material tan de moda como es el grafeno.
El grafeno es una sustancia formada de carbono
puro, con átomos dispuestos en patrón regular hexagonal, similar al grafito,
pero en una hoja de un átomo de espesor. Dicho material se conoce y se ha descrito desde
hace más de medio siglo, pero ha sido en los últimos años cuando ha cobrado una
gran importancia. De hecho, en 2010 Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov recibieron el premio Nobel en física gracias a
sus estudios y avances con el grafeno, y en su obtención de forma pura y bidimensional. Sin embargo, el método de obtención llevado a cabo consistía en raspar grafito y pegarlo en una cinta
adhesiva, y no resultaba práctico.
Representación artística del grafeno (Fuente: wikipedia) |
Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov (Fuente: cmc1agaat.blogspot.com.es) |
Recientemente, investigadores de la UCLA (Los Ángeles,
California) estaban realizando estudios acerca de la obtención de grafeno puro
de forma sencilla y sin grandes costes, que permitiera su producción y
comercialización en masa.
El método que llevaron a cabo y que dio buenos resultados fue
partiendo de óxido de grafito, el cual es un material líquido, después se
dispone en láminas de plástico, se calienta con la luz de un láser, por último se
oxigena y se transforma en grafeno. Los investigadores aseguran que la gente podría incluso sintetizar este material en condiciones caseras. "El proceso es sencillo, rentable y
se puede hacer en casa". "Uno solo necesita una grabadora de DVD
(como láser) y óxido de grafito disperso en agua, que está comercialmente
disponible a un coste moderado".
En la imagen se observa parte del proceso de obtención del grafeno en la UCLA (Fuente: hackaday) |
Lo que no se imaginaban ninguno de ellos era lo que iban a
lograr gracias al grafeno, según explica Richard Kaner, profesor de Ciencias de los
Materiales e Ingeniería en la Escuela Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias
Aplicadas de la UCLA: “El
verdadero descubrimiento emocionante vino cuando mi compañero me llevó al
laboratorio, tomó una pequeña ampolleta y la encendió con un pequeño pedazo de
grafeno, pero lo increíble es que no deja de funcionar, después de una carga de
dos segundos mantuvo la luz encendida 5 minutos. Pensé que teníamos algo muy
importante, pensé que el mundo cambiaría en ese punto.”
Richard Kaner (Fuente: ausnano) |
Una batería convencional se carga y descarga de forma lenta,
en el otro extremo, tenemos lo que se conoce como un capacitador o condensador,
que lo hace a altísimas velocidades, almacenando muy poca energía,
como un flash. Lo que estos investigadores están logrando es unir lo mejor de
cada uno, supercondensadores que se cargan en pocos instantes y que se
descargan de forma similar a una batería convencional, y todo esto gracias al grafeno. Además, se reduce en gran medida tanto el peso
como el tamaño con respecto a las baterías convencionales.
Estamos rodeados de aparatos que requieren de baterías, pero
probablemente a todos se nos ha ido el pensamiento hacia el mismo punto: los
smartphones, y es que con el uso continuo que les damos la batería nos dura un suspiro. Seguro que
en varías ocasiones todos nos hemos arrepentido de no haber puesto antes a
cargar el móvil para salir a la calle con la batería al 100%. Este problema
queda totalmente anulado con los supercondensadores al tardar apenas unos
instantes en lograr una carga completa.
Pero más allá de baterías de smartphones
cargadas en apenas 30 segundos, lo cierto es que existe otro uso que resulta de
enorme utilidad y aplicabilidad más allá de hacernos la vida más cómoda, y supone
una solución energética sin precedentes. Nos referimos a su uso en coches en
sustitución de los combustibles fósiles, que nos trae de cabeza tanto en temas
de contaminación, como del hecho de que se estén agotando sus fuentes de
obtención.
Hoy en día los coches eléctricos no tienen una elevada
autonomía, su tiempo de carga es más bien alto, además de requerir de estaciones
especializadas para ello, las cuales escasean por el momento. Si a ello le sumamos el
elevado precio que suelen tener estos vehículos, termina por resultar poco atractivo
para el usuario medio. Aquí entran en juego los supercapacitadores de grafeno,
que permitirían un carga completa en apenas un minuto. Además, pueden capturar una
pequeña parte de la energía que usualmente se pierde en forma de calor cuando se
pisan los frenos sin apenas degradación de los materiales, al contrario de una
batería convencional (similar al funcionamiento de los sistemas ERS en la Fórmula 1)
Esto si que da miedo, a media mañana y ya con la batería al 15% ¿Dónde hay un enchufe? (Fuente: hormigaanalitica) |
El Tesla Model S, un ejemplo a seguir en cuanto a coches eléctricos se refiere, ¿su problema? el precio de (agarraos) 100.000€ (Fuente: autobild) |
Esta
tecnología se está aplicando ya en algunos casos, como los autobuses de la
empresa MAN de París, aunque solo a modo de híbrido. Estos autobuses utilizan la tecnología
de los supercondensadores para arrancar y un motor convencional de gasoil
mientras está en marcha, lo cual supone un ahorro de hasta el 25% de
combustible. Sin emabrgo no es suficiente, y el objetivo final es que el 100% de los vehículos funcionen únicamente gracias a las baterías eléctricas de los
supercondensadores.
Un ejemplo de supercondensador de grafeno (Fuente: recargacocheselectricos) |
Este no es si no otro ejemplo de que en muchas ocasiones,
las grandes ideas o inventos revolucionarios a lo largo de la historia han sido
fruto de una mera casualidad o incluso un accidente en principio no deseado. A
todos nos han enseñado en el colegio el caso de la penicilina, que fue
descubierta por Alexander Fleming a partir de una placa de cultivo mal cerrada que
resultó contaminada, y al igual que este caso podríamos continuar con una larga
lista de sucesos similares.
Podéis acceder a la web de Richard Kaner y su grupo de
investigación, para los más curiosos:
http://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/kaner/
Recientemente llegó a nuestros oídos que la Universidad de Córdoba también lleva a cabo investigaciones con grafeno y baterías, y han hecho importantes avances al respecto. Aquí os dejamos la noticia de El Mundo
Recientemente llegó a nuestros oídos que la Universidad de Córdoba también lleva a cabo investigaciones con grafeno y baterías, y han hecho importantes avances al respecto. Aquí os dejamos la noticia de El Mundo
Marcos González Tejero
Manuel Hernández Coca
Referencias:
http://actualidad.rt.com/ciencias/view/87983-crean-bateria-revolucionaria-cargaria-telefonos-moviles-cinco-segundos
http://www.nature.com/nnano/journal/v5/n9/full/nnano.2010.162.html
http://www.nature.com/nnano/journal/v5/n9/full/nnano.2010.162.html
el grafeno material de moda, el grafeno que viene, las baterías de grafeno que hace años dijeron que estaban listas, pero...donde está el grafeno?, porque mucho hablar y crear espectativas. Donde están esas baterías grafeno, cuando se van a dejar ya de la Formula-1 contaminante y van a potenciar y usar solo ya la FORMULA-ELECTRIC que está empezando
ResponderEliminar3d bioprinting = Inmortalidad = ir a las estrellas
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