Las nuevas formas del carbono y sus prometedoras aplicaciones en almacenamiento electroquímico de energía

Las mejoras que el mercado demanda de los actuales dispositivos de almacenamiento electroquímico de energía (baterías, supercondensadores, etc.) requieren del desarrollo de nuevos materiales. ¿Serán las nuevas formas del carbono (fullerenos, nanotubos o grafeno), merecedoras de dos premios Nobel por sus propiedades y prometedoras aplicaciones, una de las claves?

 Autor: [R. Díaz – IMDEA Energía]

 Las necesidades de integración en la red de las fuentes de energía renovable, la implementación de vehículos eléctricos o híbridos, etc., no se van a poder cubrir con los actuales dispositivos de almacenamiento electroquímico de energía, sino que se requiere un salto tecnológico.

 La urgencia de esta disponibilidad y la falta de alternativas a nivel pre-comercial están haciendo que la investigación fundamental en este campo esté en ebullición. Para ello, en un futuro a corto o medio plazo, más que nuevos dispositivos que todavía no se hayan propuesto se está intentando desarrollar los conceptos de dispositivo ya disponible.

 De ser posible, la clave para ello va a ser el uso de materiales novedosos. Todos los dispositivos electroquímicos relacionados con la producción o el almacenamiento de energía que están ahora mismo considerándose como posibles alternativas (pilas de combustible, supercondensadores, baterías de ión litio, baterías de metal/aire, o baterías de flujo) tienen un material en común: el carbono. De ahí que la investigación en carbonos mejorados sea una de las posibles claves.

 Imagen1

Figura 1. Se puede considerar que las moléculas de fullereno C60, los nanotubos de carbono y el grafito están formados a partir de láminas de grafeno1.

 Y precisamente, durante las dos últimas décadas el descubrimiento de nuevas formas de carbono ha sido premiado con dos premios Nobel, el primero para el descubrimiento de los fullerenos2 y este año para el descubrimiento del grafeno3. De entre las muchas propiedades únicas de estos compuestos con posible aplicación, su gran área superficial y buenas conductividades eléctricas son dos de las que los hacen prometedores para su aplicación en dispositivos de almacenamiento electroquímico de energía.

 La gran pregunta que queda ahora por responder es si estas promesas se convertirán pronto en realidad. ¿Tendremos baterías de flujo con electrodos de grafeno de costes competitivos comercialmente? ¿Se desarrollarán cátodos de aire a partir de nanotubos de carbono que permitan sacar al mercado baterías de metal/aire y/o pilas de combustible?¿O acaso todavía tendremos que esperar al futuro premio Nobel que se otorgue a quien descubra la siguiente estructura de carbono desconocida y prometedora?

 Más información

 (1) http://static.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/sciback_phy_10.pdf

 (2) http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/

 (3) http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/

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