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Desarrollan un supercondensador económico, flexible y con hasta 900 veces más capacidad que los actuales


Desde hace años los supercondensadores han estado en un segundo plano como una alternativa a las baterías de litio en el almacenamiento de energía. Un sistema con un gran potencial cuya principal diferencia respecto a las baterías de litio es son acumuladores físicos, no químicos, y su sistema de almacenamiento se basa en la separación de cargas. Las cargas se desplazan mucho más rápido que los iones (de litio, por ejemplo) y pueden por ello ofrecer mucha más potencia y cargarse tan solo en segundos.

El principal problema de esta tecnología es su baja densidad energética, entre 20 y 30 veces menos que las actuales baterías de litio. Pero esto no frena las investigaciones que buscan explotar comercialmente una tecnología que ofrecerá enormes ventajas, como su gran capacidad de transmisión de energía, que les permitirá ofrecer alternativas de altas necesidades, así como su compatibilidad con las recargas ultra rápidas, ideales para satisfacer las demandas de grandes vehículos.

Ahora la Universidad de Texas han presentado los primeros resultados de unos prometedores trabajos donde se describe un novedoso dispositivo de almacenamiento de energía basado en materiales orgánicos, que además contarán con características como ser flexibles, ligeros y muy económicos al usar componentes convencionales y económicos.

Los supercondensadores tienen una arquitectura interna similar al de los condensadores básicos. Ambos dispositivos almacenan la carga en placas de metal o electrodos. Sin embargo, a diferencia de los condensadores, los supercondensadores se pueden fabricar en diferentes tamaños, formas y diseños, según la aplicación prevista. Además, los electrodos de supercondensador también se pueden construir con diferentes materiales.

Para este proyecto los responsables han optado para el diseño de uno de los dos electrodos un compuesto formado por nanopartículas de dióxido de manganeso. Una decisión que desde el equipo de la Universidad se ha explicado por que el dióxido de manganeso es más barato, está disponible en abundancia y es más seguro en comparación con otros óxidos, como el rutenio o el óxido de zinc, que se utilizan popularmente para fabricar electrodos.

El gran inconveniente del dióxido de manganeso es que cuenta con una conductividad eléctrica baja. Para solucionar este problema, el equipo utilizó lignina, un polímero orgánico, purificado con permanganato de potasio. Luego aplicaron alta presión y calor para iniciar una reacción de oxidación que resulta en la descomposición del permanganato de potasio y la deposición de dióxido de manganeso en la lignina. A continuación, recubrieron la mezcla de lignina y dióxido de manganeso en una placa de aluminio para formar el electrodo más sostenible. Finalmente, los investigadores ensamblaron el supercondensador intercalando un electrolito en gel entre el electrodo de lignina-dióxido de manganeso-aluminio y otro electrodo hecho de aluminio y carbón activo.

El resultado de este compuesto ha sido un supercondensador con unas propiedades electroquímicas muy estables. En particular, la capacitancia específica por unidad de área, o la capacidad del dispositivo para mantener una carga eléctrica, apenas se vio reducida incluso después de miles de ciclos de carga y descarga. Además, para una proporción óptima de lignina-dióxido de manganeso, se observó que la capacitancia específica era hasta 900 veces mayor que lo que se ha informado para otros supercondensadores.

Además se ha indicado que el resultado final es un tipo de acumuladores ligeros y flexibles. Algo que abre las puertas a las posibilidades de ser instalados incluso en la estructura de los vehículos, y también adaptarse a plataformas existentes lo que reduciría el desarrollo de los mismos.

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Fuente | Onlinelibrary

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25 comentarios en «Desarrollan un supercondensador económico, flexible y con hasta 900 veces más capacidad que los actuales»

    • Teniendo en cuenta que los supercondensadores comerciales de mayor capacidad son de 30wh/kg y que a éstos les dan una capacidad teórica 900 veces mayor, parece que hablan de algo muy prometedor.
      Con 500 veces ya igualaría a la de la gasolina.
      Veremos.

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  1. A ver si lo he entendido bien…

    Los supercondensadores actuales tienen entre 20 y 30 veces menos de densidad que las baterías actuales… Y ahora sale un supercondensador con 900 veces más densidad que los anteriores supercondensadores… Lo cual significaría que este nuevo supercondensador tiene 35 veces más densidad que las baterías actuales.

    XDDD

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    • Pues de ser cierto ya pueden empezar a cerrar las fabricas de baterías de todo el mundo, esto es un verdadero ¡¡Pelotazo!!, siempre que la noticia sea cierta y no sea nuestra ración de «humo semanal» de baterías/condensadores milagro.

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      • Hombre, es la primera vez que un artículo sobre baterías viene acompañado de tantas gráficas….
        Siempre nos quejamos de que no hay datos.
        Ahora falta alguien que las traduzca….
        😉

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  2. Sería fantástico un recopilatorio de TODAS las baterías milagrosas que se han anunciado durante los últimos 10-15 años, lo que prometían y en qué situación se encuentra ahora esa tecnología, con comparaciones con las baterías actuales que están al mercado. Porque muchas de ellas parece que simplemente han desaparecido.

    También es muy cantoso que algunas noticias den datos tan inconcretos como ‘X veces más desidad que’, ‘baterías de autonomía de hasta X’, ‘cargar en X tiempo’ sin ni siquiera hablar de kWh, o de Wh/kg, o los kW de potencia de carga de la batería. Sin el dato concreto de capacidad, densidad o potencia es como no decir nada.

    Una batería de 15 kWh con un cargador de 6 kW, tardará 2 horas y media en cargar, hoy y siempre, da igual qué tecnología uses. Sempre será así. Para cargarla en 10 minutos necesitas un cargador de 100 kW y que la batería lo aguante. Ya puedes usar la mejor batería del universo que con un cargador de 6 kW seguirás tardando 2,5 horas en llenar esos 15 kWh.

    Por cierto, hoy tengo el doble de dinero que ayer. Adivinad cuanto tengo.

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    • Es cierto, es cómo decir la batería de un millón de millas…..

      No es tan así, si tú estás diciendo que tienes un condensador con 900 veces más capacidad que los actuales, si el actual tiene 1 de capacidad, el tuyo tiene que tener 900….

      Y con respecto a la carga, lo que dices es cierto, pero también si decimos que una batería de 15 kWh se puede cargar en media hora, está claro que se tiene que cargar con un potencia de 30 kW y soportará 2C.
      Si decimos que se puede cargar en 15 minutos, serán 60 kW y 4C.
      Porque lo que decimos es que la batería aguanta 4C sin degradarse, o cómo muchas veces ponen, después de 100 ciclos a 4C se degrada un 20%.

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      • El problema es que no te dicen el valor de la capacidad de los condensadores actuales, y eso es trampa, perquè de condensadores actuales hay de muchos tipos y capacidades. ¿A cuál de ellos se refiere? ¿El de 1? ¿El de 0,5? ¿El de 2 que seguro que hay alguno caro y poco común? ¿O quizás los de 0,01? Si no te ponen valores es solo humo.

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  3. Cuando veo este tipo de noticia, pero no se indican la densidad energética ni por peso ni por volumen, automáticamente pasan al departamento de «producto milagro».

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  4. Una cosa que no se comenta, es que en los ultracapacitores se da, cómo dato, cuánto tiempo pueden almacenar la energía.
    Me fijé en ello en la noticia del otro día, la de Skeletón.
    Porque si es así, lo veo complicado para almacenaje a largo tiempo….

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  5. Independiente de esta noticia, el uso de los condensadores es muy positivo en combinación con las baterías, porque sus ciclos carga/descarga son «infinitos» y su potencia de descarga es mucho mayor, entre otras cosas.
    Para gestionar la regeneración o para tenerlos cargados por la batería y usarlos al pisar a fondo (algo así como el kers de F1) son ideales, y se le da menos tute a la batería.
    De hecho hay un coche japonés, el Aspark Owl, que tira de ellos para hacer esa aceleración que tiene.

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  6. Este tipo de tecnología estará muy bien (cuando se desarrolle a un precio razonable) como «apoyo» a las baterías de litio sobre todo en el tema de la regeneración de energía pues en la actualidad no se recupera ni el 70%, tanto tesla como sobre todo porche estaban inmersos en este tipo de tegnologia a fin de aprovechar ese 30% (o mas) que actualmente se desperdicia.

    Veremos como acaba la cosa pero no creo que tardemos en ver «supercondensadores» en VE de alta gama lo que a la postre derivará en «condensadores normales» en cualquier VE de 30.000€

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    • La diferencia entre un «supercondensador» y un «condensador» es su capacidad.
      Así que veremos, en coches normales, también supercondensadores….

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  7. La ventaja del condensador es la velocidad de carga y descarga. La gran desventaja es que la carga no creo que te dure un día si no la usas. Se puede usar para eliminar el peso de la batería de accesorios.

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  8. Como bien se comenta para regeneración de energía en las frenadas (sobre todo en motos y camiones), y como respaldo a sistemas auxiliares , radio luces , energía para refrigeración, AC puede tener futuro.Pero no para sustituir a las baterias.

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  9. Jzder!!!! Como me ilumináis!!!! Estáis hechos unos súper cuñaos, aquí se sabe de todo!!!! Soy un incultocodensator!!!!!.Saludos.

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    • Mirad la gráfica de densidad por kg.

      No hay más que ver. Añade que un condensador se descarga solo.

      Sin condensador ayuda a la batería para aguantar los picos de potencia, no para sustituirla..

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      • Un condensador se descarga solo un supercondensador no, una batería tiene efecto memoria y tiene pérdidas si no se utiliza, de ahí que los supercondensadores se estudiaban como «el santo grial» .Recuerdo mi walkman (soy viejo ya lo sé) las celdas recargables tardaban horas o a más tensión bastantes minutos con un notable calentamiento, por mucho que hayan mejorado las baterías con refrigeración activa nunca llegarán a cargas en milisegundos o menos que lo hace un supercondensador, pero estos dudo que llegen a la capacidad energética de las baterías así que les toca convivir.

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  10. La última frase era

    Un condensador sirve para ayudar a la batería a aguantar los picos de potencia, pero no para sustituirla..

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  11. Los condensadores con su carga y descarga ultrarapida de energía eléctrica, se pueden utilizar para necesidades de una energía extra en poco tiempo, eso aplicado a una batería es la destrucción de esta por exceso de calor y reacciones químicas adversas.

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  12. Un Tesla model S puede tener en su batería un pack de 7000 celdas, tipo Panasonic NCR18650B (o similar) con una capacidad de 3350 mAh y 3,6V de tensión por unidad, vamos a la Energia, que sería Volumétrica 676 Wh/l y Gravimétrica 243 Wh/Kg.La suma es lo que da el poder energetico

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