Supercondensadores de MXeno. La “plastilina” con 6 veces la capacidad de los supercondensadores de grafeno que permitirá fabricar baterías de coche mucho mejores

December 9th, 2014 No comments

Las baterías más avanzadas de la actualidad se basan en el uso de iones de litio combinados con otros materiales, como grafito, o esponja de cobre o aluminio. Su alto precio, su densidad energética (entre 150 y 200 Wh/kg), su durabilidad (unos 3000 ciclos completos de carga/descarga) y su tiempo de recarga (unos 30 minutos en carga rápida y unas 10 horas en el modo lento) todavía están muy lejos de lo que nos gustaría a los usuarios y a los fabricantes de automóviles. Una alternativa, aún en fase de investigación, son los supercondensadores.

Un material llamado MXeno están permitiendo la fabricación de supercondensadores con alta capacidad de carga y con un método de fabricación barato, seguro, sencillo y escalable industrialmente.

El grupo de investigación de Michel W. Barsoum y Yury Gogotsi, físicos de la Universidad Drexel, Filadelfia, EE.UU., descubrieron en el año 2011 un material bidimensional que llamaron MXeno, similar al grafeno, pero que está formado por una capa monoatómica que combina átomos de un metal de transición (la M del nombre) y átomos de carbono o nitrógeno (la X del nombre). Un supercondensador de MXeno puede almacenar hasta tres veces más energía que uno de grafeno, pero su fabricación era peligrosa porque usa ácido fluorhídrico, que es muy corrosivo y muy tóxico. El nuevo método que se publica en Nature para fabricar un MXeno concreto, el carburo de titanio (Ti2C3), sustituye el ácido fluorhídrico por ácido clorhídrico diluido y fluoruro de litio, sustancias mucho más seguras en un entorno industrial. Este MXeno puede almacenar hasta seis veces más energía eléctrica que un supercondensador de grafeno y además es un material tan maleable como la plastilina, gracias a las moléculas de agua que se intercalan entre las capas del compuesto.

Para leer el artículo completo.

http://francis.naukas.com/2014/12/07/francis-en-rosavientos-baterias-de-plastilina-para-coches-electricos/

Dibujo20141206-Schematic-of-MXene-clay-synthesis-and-electrode-preparation-nature13970-f1

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Baterías de coche basadas en supercondensadores de grafeno que pueden cargarse en pocos segundos.

December 9th, 2013 No comments

Un equipo de investigadores de una universidad de Corea del Sur ha conseguido producir baterías para coche basadas en supercondensadores de grafeno en polvo, que se pueden cargar en segundos, y que además tras muchos ciclos no pierden capacidad de carga significativa.  La capacidad de estas baterías sería del orden de las de litio empleadas actualmente de forma masiva. Más información sobre la noticia aquí:

http://blogthinkbig.com/baterias-coches-grafeno/

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Crean supercondensadores de grafeno de manera barata que permitirán construir baterías que se carguen en segundos.

March 4th, 2013 No comments
El dispositivo puede cargar y descargar entre cien y mil veces más rápido que las baterías convencionales.Esta nueva clase de baterías, llamadas supercondensadores a microescala a base de grafeno, están hechas de una capa de un átomo de carbono de espesor. Además, su fabricación es relativamente sencilla y se podrá integrar fácilmente a distintos aparatos, ayudando incluso a reducir el tamaño de teléfonos móviles y demás aparatos de alta tecnología.El equipo asegura que su invento no solo servirá para cargar en menor tiempo los teléfonos y coches eléctricos, sino también para reducir el tamaño de los aparatos.”La integración de las unidades de almacenamiento de energía en los circuitos electrónicos es difícil y a menudo limita la miniaturización de todo el sistema”, explicó Richard Kaner, profesor de Ciencias de los Materiales e Ingeniería en la Escuela Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA).Para desarrollar su nuevo microsupercondensador, los investigadores utilizaron una lámina bidimensional de carbono, conocido como grafeno, que en la tercera dimensión (altura) tiene el grosor de un solo átomo.El equipo también encontró una manera fácil de producir estas revolucionarias pilas utilizando un quemador (grabador) de DVD estándar. “Los métodos tradicionales para la fabricación de microsupercondensadores implican técnicas litográficas muy complejas que han demostrado ser ineficaces para construir dispositivos rentables, lo que limita su aplicación comercial”, afirmaron los creadores.Los investigadores dicen que la gente podría incluso crear estas baterías en condiciones caseras. “El proceso es sencillo, rentable y se puede hacer en casa”. “Uno solo necesita una grabadora de DVD y óxido de grafito disperso en agua, que está comercialmente disponible a un costo moderado”.El equipo dice que ahora esperan asociarse con fabricantes de ‘gadgets’. “Ahora estamos buscando socios de la industria para ayudarnos a producir en masa nuestros microsupercondensadores”, concluyó Kaner.Texto completo en: http://actualidad.rt.com/ciencias/view/87983-crean-bateria-revolucionaria-cargaria-telefonos-moviles-cinco-segundos

Oblea con supercondensadores de grafeno, creada de forma barata con una grabadora de DVD corriente.

Aquí un video donde se explica mejor el proceso.  El láser de un DVD comercial con tecnología LightScribe (que permite grabar carátulas) deposita el grafeno a partir de la emulsión de óxido de grafeno.  También se muestra un ejemplo práctico de los resultados obtenidos con una minibatería de supercondensador, que con un tiempo de carga de solo 2 segundos es capaz de alimentar un LED durante 5 minutos.

En este otro video se dan más explicaciones del proceso y de las posibles aplicaciones.

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Recopilación de avances recientes en investigación sobre supercondensadores

January 11th, 2012 No comments

Esta página recopila varios artículos con recientes avances en la investigación sobre supercondensadores.

http://blogs.rsc.org/ra/2011/09/30/latest-advances-in-supercapacitors/

 

 

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Nuevas baterías con la rapidez de carga de los condensadores

March 21st, 2011 No comments

Se han desarrollado unas nuevas baterías basadas en  nanoestructuras creadas sobre films finos enrollados,  que suponen un gran avance en la búsqueda de baterías con la capacidad de almacenamiento de las tradicionales, pero con una rapidez de carga mucho mayor (de 10 a 100 veces más rápido) más típica de los condensadores.

La técnica para obtener estas baterías es la siguiente.  Se recubre un film muy fino con nanoesferas, y el espacio entre ellas se rellena con un metal. Posteriormente se elimina el material de las nanoesferas (por ejemplo mediante fusión), quedando un entramado metálico con los huecos que ocupaban las esferas. A continuación se lleva a cabo un proceso de  electropulido, para aumentar el número  y tamaño de los poros, y finalmente se recubre el entramado metálico resultante con una fina capa del material activo de la batería.

El resultado es un electrodo bi-continuo con pequeñas interconexiones, de modo que los iones de litio se pueden mover rápidamente: la capa fina de material activo permite que la cinética de la difusión sea rápida, y la estructura de metal permite una buena conductividad eléctrica.

Se ha implementado esta técnica con baterías de Litio-ion y con baterías de Níquel metal hidruro, pero se podría aplicar igualmente a otros tipos de baterías.

El artículo concreto al respecto ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology por investigadores de la Universidad de Illinois.  Para leer más sobre esta noticia en inglés:

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/03/110320164225.htm

y un resumen en castellano (con muchos menos detalles):

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Micro-supercondensadores basados en “cebollas de carbono”

September 9th, 2010 No comments

Investigadores han desarrollado estos nuevos supercondensadores que destacan por tener una potencia específica muy alta, como se puede apreciar en la gráfica adjunta.

Potencia y energía específica de varios tipos de baterías

Así lo explican en este artículo científico.

http://www.nature.com/nnano/journal/v5/n9/abs/nnano.2010.162.html

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Condensadores impresos en papel.

June 14th, 2010 No comments

papersupercapacitor

La compañía Xerox ha desarrollado un proceso para “imprimir” supercondensadores en papel. El papel se trata con primero con polyvinylidene fluoride (PVDF) y luego se imprimen las estructuras de electrodos y colectores de corriente con nanotubos de carbono de pared simple.
Finalmente se impregnan con un electrolito. De este modo ya se han obtenido capacidades de 3 Faradios por gramo de papel.

Una aplicación posible sería utilizarlos para la alimentación de los dispositivos de papel electrónico.

Puedes leer más aquí http://www.physorg.com/news193635596.html#top

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Baterías cuánticas digitales

February 1st, 2010 No comments

Aunque todavía no se han fabricado en la práctica, la idea consiste en utilizar la tecnología de fabricación de circuitos semiconductores para producir obleas con miles de millones de pequeños condensadores con electrodos separados tan solo unos pocos nm, alrededor de unos 100 átomos.  Debido a los efectos cuánticos que aparecen a estas escalas, el campo eléctrico puede ser muy grande sin que se produzcan descargas entre los electrodos.

Un propiedad adicional al tratarse de condensadores digitales, es que también se podrían utilizar para almacenar datos además de energía.

Todavía está por comprobar si pueden surgir problemas no previstos que impidan su aplicación práctica.

Puedes leer más aquí

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Autobuses equipados con supercondensadores

April 19th, 2009 No comments

En París están probando autobuses híbridos de la empresa MAN equipados con supercondensadores aparte de un motor diesel. El arranque lo realizan los motores eléctricos con la energía de los supercondensadores y el motor diesel se pone en funcionamiento una vez el autobús está en marcha.  Así se obtiene un ahorro de combustible del 20-25% y una reducción de la contaminación sonora.

http://www.autobloggreen.com/2009/04/15/paris-tests-a-new-hybrid-bus-that-uses-ultracapacitors/

manscitybus

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Tecate Group, otro fabricante de supercondensadores comerciales

April 14th, 2009 No comments

En su catálogo ya comercializan supercondensadores de 400 F y 2,7 V a unos 30$

http://www.free-press-release.com/news/200904/1239645081.html

http://www.tecategroup.com/ultracapacitors/powerburst.php

tpls

Condensador de 100F a 2.7V

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