Desarrollan dispositivos con grafeno para generar y almacenar energía

La transición hacia un escenario energético más sostenible ya no tiene vuelta atrás. Como consecuencia de la fuerte demanda energética existente y la dependencia de un mix energético excesivamente carbonizado, uno de los principales retos a los que se enfrenta nuestra sociedad es el de desarrollar nuevas tecnologías que permitan generar y almacenar energía de manera segura, sostenible, limpia y rentable. Y el llamado "supermaterial del futuro", el grafeno, es uno de los componentes clave para la elaboración de los dispositivos que consigan este objetivo.

En este contexto energético, las investigaciones del Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) se están centrando, precisamente, en el desarrollo de nuevos materiales y sistemas de almacenamiento energético a través del proyecto eGraf, que investiga la preparación de materiales basados en grafeno y que posean características estructurales adecuadas para su aplicación en el campo de la energía.

"El grafeno es un material con propiedades extraordinarias capaz de aportar mejoras a la nueva generación de dispositivos de producción y almacenamiento de energía", explican fuentes del ITE, por lo que, en la primera anualidad del proyecto eGraf, se ha trabajado en la selección y caracterización de materiales grafénicos que sirvan como material activo en el desarrollo de sensores y electrodos para baterías y supercondensadores.

En este sentido, señalan que para satisfacer las necesidades energéticas actuales es "vital" poder desarrollar sistemas de generación de energía económicos e inteligentes, que sean capaces de responder a estímulos externos (presión, fricción, flujo de un líquido, temperatura, etc.), así como crear sistemas de almacenamiento de energía con mayores capacidades y funciones hechas a medida (deformables, respuesta a un estímulo, sensores, etc.).

Cómo se ha aplicado el grafeno

Los materiales grafénicos utilizados en los nuevos desarrollos han sido caracterizados mediante técnicas analíticas, espectroscópicas y de microscopia para conocer sus características fisicoquímicas, composición y morfología. De esta forma, explican desde el ITE, se tiene un análisis de la “huella dactilar” del grafeno antes de ser integrado en el dispositivo.

Además, también se han llevado a cabo ensayos de estabilidad térmica mediante la caracterización del material. Paralelamente, se han llevado a cabo trabajos de deposición de películas finas y transparentes de estos materiales sobre sustratos arbitrarios, que actuaran como sensor, evaluando su uniformidad y conductividad eléctrica.

De igual forma, se han integrado estos grafenos en las composiciones de electrodos para baterías, optimizando el proceso de preparación y estudiando sus proporciones más adecuadas, en busca de aplicaciones próximas al mercado.

El ITE cuenta, desde hace años, con una línea de investigación centrada en el desarrollo de materiales poliméricos y carbonosos aplicados al desarrollo de sistemas de generación y almacenamiento energético. "Con el empleo de un nanomaterial novedoso con extraordinarias propiedades como es el grafeno, se pretende dar un paso más en la mejora de este tipo de dispositivos", puntualizan.