Mientras el grafeno sigue siendo la promesa eterna para mejorar los supercondensadores, que podrían algún día sustituir o acompañar a las baterías en los vehículos eléctricos, algunos investigadores han decidido pasarse al cáñamo por su bajo precio y sus estupendas propiedades.
Plantas de la familia de la marihuana que al ser quemadas y mezcladas con otros productos dan como resultado un compuesto de laminas similares al grafeno y que ya ha sido empleado en la producción de supercondensares con un excelente rendimiento.
Las propiedades más interesantes del grafeno de cara al almacenamiento de energía es su grandísima relación superficie/volumen y su excelente conductividad. Sin embargo, el bajo nivel su producción y su elevado precio no son aun apropiados para la comercialización de acumuladores basados en esa tecnología.
Obtener un material similar al grafeno con una buena relación superficie/volumen a un precio mucho más asequible podría ser posible a partir de desechos de industria del cañamo. David Mitlin, en colaboración con sus compañeros de la Universidad de Alberta, ha desarrollado un proceso para obtener un sucedáneo de grafeno a partir de cáñamo.
El cáñamo ha sido utilizado desde la antigüedad por su naturaleza fibrosa para la confección de prendas textiles y utensilios, aunque su producción se ha visto afectada en muchos lugares por prohibiciones poco especificas sobre el cultivo de marihuana. Sin embargo muchas variedades de cáñamo no contienen apenas componentes psicoactivos y se trata de una planta de fácil cultivo y gran productividad.
La idea de Mitlin consiste en utilizar la parte mas fibrosa de la planta, que normalmente se desecha en la industria del cañamo, y que está compuesta por un polímero natural llamado lignina y por dos tipos de celulosas. “La fibra del cáñamo es un nanocompuesto (…) que procesado de la forma adecuada se separa en nanocapas similares al grafeno”.
Para ello se carboniza parte de la celulosa y se mezcla el resto con hidróxido de potasio a altas temperaturas, provocando una exfoliación en laminas con poros de entre 2 y 5 nanometros de diámetro. El material resultante es muy buen conductor y ya lo han probado fabricando electrodos para un supercondensador.
El rendimiento obtenido es mejor que el de los supercondensadores disponibles comercialmente, tanto en densidad energética como en estabilidad térmica. El acumulador fabricado a partir de cáñamo es capaz de producir hasta 12 Wh/kg, el doble que los supercondensadores en el mercado, y trabajar desde temperaturas bajo cero y por encima de los 100 grados Celsius.
Los supercondesadores son una alternativa muy interesante para vehículos eléctricos, y pueden satisfacer los requisitos de estos con densidades de carga muy inferiores a las baterías de ion litio, como vimos en el estudio de IDTechEx. Mientras que el grafeno no equipare su precio al del carbon activo usado en la actualidad en los electrodos, a unos 30 euros el kilo, las nanolaminas de carbono obtenidas a partir del cáñamo pueden ser una opción buena y barata. El equipo de la Universidad de Alberta asegura haber “pasado la fase de prueba de concepto para (obtener) un supercondensador totalmente funcional. Ahora estamos preparándonos para producir a pequeña escala”.
Fuente | ACS
¿12wh/kg?.Con semejante cifra a los condensadores aun les queda muchooooo camino por recorrer.
100 kilos para 1’2kWh?? Hahaha, oh, wow.
Pues parece poco 12w/kg, pero si pensamos en un peso de 50kg podemos obtener 12x50x120=72kw de potencia durante 30 segundos. Su aplicacion inmediata sería la recuperacion de frenada. Todos esos pequeños acelerones y frenadas que hacemos por la ciudad podrian ser asimilados facilmente por los condensadores, y eso podria alargar la vida de las baterias de forma importante
añado además que creo que en el futuro todos los coches llevarán unos 50 Wh de supercondensadores, que pesará sobre 4 o 5 kg y dará 40kW de potencia durante 5 segundos al coche, que es lo que tarda en ponerse a 50km/h. Y en el siguiente semáforo lo recupera.
Los supercondensadores tienen propiedades muy distintas a las baterías, recarga superrápida, durabilidad, poder usar el 100% de la energía, sin efecto memoria, amplio rango de temeratura. Así que para ciertos usos sería muy útil a pesar de su baja densidad energética. ¿Aceptaríais un coche eléctrico de solo 100km de autonomia, pero que se recarga en segundos? Quizás no esté tan lejos.
Pero si ya inyectar 100kW a un coche es problemático, no ya por las baterías, sino por TODO lo demás, imagina inyectarle 10MW.
Supercondensadores experimentales de grafeno han superado ya los 100 Wh/kg y se habla ya de alcanzar pronto los 200 Wh/kg. Pero me da a mí que vamos a tener que esperar muchos años para verlos… De todas formas hay algo de lo que nunca se menciona al hablar de los supercondensadores, que es la autodescarga, rápida y además peligrosa.
Luis ¡¡ ¿grafeno a 30 € kilogramo? !! ¿Dónde? Me parece que se te ha colado el dato…
Se me ha colado la frase, es el precio del carbon activado. Gracias Ritxi
Los super condensadores tienen su principal mercado en los autobuses que paran cada 5 o 10 km pues los recargarian en solo 30 segundos mientras los pasajeros abordan en la estación.
Ahora veamos la electrónica de gestión para que la descarga sea segura y gradual según la necesidad.
De esta forma un autobús con 30km de autonomía podría recorrer la ciudad entera las 24 horas del día.
Recargar 100mw??? Para que???
La electricidad almacenada en los condensadores es muy fácil de traspasarla a las baterías.