Grafeno impreso en 3D, baterías que se cargan en segundos y de vida infinita

Grafeno impreso en 3D, baterías que se cargan en segundos y de vida infinita

Las baterías son cada vez más cruciales en nuestras vidas. Desde nuestros smartphones a nuestros ordenadores portátiles y cada vez más, también a nuestros coches, las baterías hace que el mundo gire. El único problema es que la generación actual de baterías de litio no es capaz de proporcionar energía a la escala que necesitamos, sólo pensemos en el tiempo necesario para recargarlas. Pero hay una solución en el horizonte y es posible gracias el radical desplazamiento del material. Científicos de la Universidad Swinburne en Melbourne, Australia, han desarrollado una nueva batería (técnicamente un condensador ideal) hecha con grafeno, impreso en 3D que puede almacenar más carga de energía, recargarse en segundos y durar toda la vida.
Estas nuevas baterías de grafeno podrían ofrecer una solución a un problema que se ha hecho dolorosamente obvio por Pokémon Go – que drenan la energía de el smartphone a un ritmo vertiginoso. El problema no está en la aplicación, sino en las baterías de litio que tienen una carga muy limitada. Aunque que una batería no es exactamente un super condensador, ambos sufren los mismos problemas. Al margen del coste limitado, tardan horas en recargarse y con un uso regular poseen un muy limitado ciclo de vida. Todos hemos visto cómo las baterías smartphone pierden su capacidad, después de un año o dos. Esto, a su vez, crea un problema ambiental como un alto coste en deshacerse de estos tipos de baterías. (Y entonces habría que tener en cuenta que el litio es un elemento relativamente raro).
Pero el grafeno podría ofrecer una solución. Para aquellos que nunca han oído hablar del grafeno, que es esencialmente una forma de carbono, al igual que los diamantes o la mina en los lápices. Pero a diferencia de muchas formas de carbono, éste es un material en 2D de un espesor de un átomo y estructura hexagonal. Sus propiedades son especialmente interesantes. No sólo es muy ligero y flexible, también es muy duradero (unas cien veces más fuerte que el acero), también es un conductor muy eficiente del calor y la electricidad. Su existencia fue discutida durante décadas, pero sólo en 2004 consiguió producirse.
Ahora los investigadores están experimentando en gran parte con formas 3D imprimibles de grafeno. A principios de este mes, investigadores del laboratorio nacional Lawrence Livermore han presentado sus progresos sobre supercondensadores de grafeno en aerogel.
Pero esta última innovación de investigadores de la Swinburne (dirigido por Lin Han) es aún más impresionante. Su condensador ideal es extremadamente eficiente, se carga en cuestión de segundos y tiene una carga más grande porque consta de varias hojas de grafeno para que tenga una superficie muy grande para almacenar energía. También carga y descarga sin comprometer la calidad de la batería, por lo que teóricamente puede durar toda una vida – una instalación única en el mundo de las baterías. Éstos supercondensadores se presentaron en la feria de ciencia Victoria 2016 este año.
Pero su lista de propiedades de interés no termina allí. Quizás lo más importante, es que ahora también son accesibles los supercondensadores. El grafeno ha interesado a fabricantes de baterías desde hace años, pero siempre ha considerado demasiado costoso de producir a partir de estas hojas de carbono. El grafeno es muy caro. Con la Impresión 3D, sin embargo, se reduce considerablemente los costos de producción, mientras que la batería de larga duración además ayuda a reducir los costos generales. La impresión 3D, por lo tanto, hace que la producción a gran escala de grafeno sea una oportunidad.
Además, en el panal de grafeno, las hojas son muy fuertes y flexibles y por lo tanto, puede también utilizarse para desarrollar baterías extremadamente flexibles.

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