Grafeno a partir de corteza de pino para producción de supercondensadores

Chile tiene una oportunidad única para el desarrollo de materiales que permitan la construcción de electrodos a base de grafeno, permitiendo almacenar grandes cantidades de energía. Una respuesta al futuro de la electromovilidad y la construcción en Chile de supercondensadores.

Se puede observar cómo desde la corteza del pino se siguen una serie de pasos hasta llegar a la película del electródo base para su empleo en el capacitador eléctrico de doble capa (Electric Double Layer Capacitor, EDLC).

El grafeno es de los materiales más fuertes existentes, incluso supera la dureza del diamante y es doscientas veces más resistente que el acero. Se trata de un material ligero, que soporta grandes fuerzas de flexión, es decir, se puede doblar sin que se rompa. Es también buen conductor térmico y eléctrico, por lo que uno de los principales campos donde se proyecta su uso es en las baterías, permitiendo hasta hasta diez veces más capacidad, pero también mayor velocidad de carga en menos tiempo.  

El Dr. Juan Matos Lale investigador y profesor senior del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Chile, está desarrollando grafeno a partir de residuos y derivados de biomasa para la construcción de electrodos y su aplicación como superconductores eléctricos.  

«Un precursor de carbono abundante para producir grafeno a costos competitivos son los residuos lignocelulósicos de origen forestal, siendo la corteza de Pinus Radiata la de mayor interés. Hoy un producto que está en abundancia en Chile y que no se utiliza como podría. Nuestro grupo ha reportado que las propiedades fisicoquímicas de grafeno preparados desde residuos de biomasa pueden ser diseñadas para el control de las fuerzas electrostáticas, el almacenamiento y la movilidad de cargas electrónicas que se requieren para obtener capacitancias competitivas se pueden obtener con materiales a base de grafeno preparados desde corteza de pino» señala el investigador.  

Los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica se han vuelto un factor clave para la industria del transporte. Los supercondensadores almacenan energía en un campo eléctrico. Esto permite alcanzar velocidades de carga y descarga hasta 1.000 veces más rápidas que las baterías. Y como no hay reacción química, sólo una separación física de protones y electrones, la tasa de carga no causa ninguna acumulación de calor o deformación del dispositivo.  

También son mucho más ligeros que las baterías y, por lo general, reducen significativamente o incluso no contienen productos químicos nocivos ni metales tóxicos. Dadas estas características, los supercapacitores, también llamados supercondensadores, pueden ayudar a reducir de forma considerable los tiempos de recarga de los buses eléctricos. De hecho, existen proyectos en los que ya se está aplicando esta prestación en condiciones reales a nivel internacional.  

Lo que propone el investigador es valorizar la materia prima, esto es, la corteza de pino, y desarrollar la tecnología en Chile permitiendo a corto plazo, establecer una estrategia para la formulación y preparación de supercondensadores, uno de los elementos en que se basa la electromovilidad que el gobierno ha impulsado en los últimos años.

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