TSVETANA PARASKOVA

Desde que el grafeno 'supermaterial' fue aislado por primera vez en 2004 por investigadores de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, un número creciente de empresas emergentes que fabrican grafeno han estado desarrollando tecnologías de baterías que, según las empresas, marcarán el comienzo de un futuro de rápido crecimiento. -dispositivos de carga y vehículos eléctricos (VE), con mayor capacidad energética y sin riesgos de sobrecalentamiento. 

El grafeno tiene solo un átomo de espesor. Es un superconductor de electricidad y calor, y muy ligero. Es más de 100 veces más resistente que el acero, pero también 6 veces más ligero. El grafeno ralentiza el proceso de calentamiento en las baterías de litio y permite velocidades de carga hasta cinco veces más rápidas. Debido a que tiene baja resistividad, el grafeno conduce el calor de manera uniforme a través de la batería para ayudar a que se enfríe, dice una de las nuevas empresas que trabajan con grafeno, Real Graphene.

Aún no se usa en vehículos eléctricos o sistemas de almacenamiento estacionarios, pero los desarrolladores del material y las tecnologías con él dicen que este supermaterial, debido a sus propiedades mecánicas, promete baterías más potentes, más seguras y de carga más rápida. 

Tiene el potencial de usarse no solo en productos electrónicos de consumo, sino también en vehículos eléctricos y almacenamiento de energía solar y eólica, dicen los investigadores de la Universidad de Manchester . El desarrollo de supercapacitadores de grafeno podría ayudar a habilitar superdeportivos eléctricos de alto rendimiento. 

Debido a que los supercapacitadores de grafeno son livianos, también podrían reducir el peso de automóviles o aviones, según la universidad, que también está estudiando, con sus socios comerciales, el potencial del grafeno en aplicaciones de red y almacenamiento de energía eólica o solar.

Las empresas emergentes han acelerado recientemente el desarrollo del grafeno y su incorporación a las baterías. 

El fabricante de grafeno con sede en Los Ángeles Nanotech Energy, por ejemplo, dijo el año pasado que había desarrollado y escalado un proceso para producir grafeno con más del 90 por ciento de su contenido en monocapas, la forma más pura de grafeno disponible en cantidades de producción en masa. 

La compañía también lanzó en 2020 una batería patentada, no inflamable y de alto rendimiento lista para su comercialización. 

“Perfeccionamos la batería utilizando las extraordinarias propiedades electrónicas y mecánicas del grafeno para aumentar la capacidad de la batería. Para aumentar aún más la seguridad de una batería de iones de litio, dimos un paso más allá al diseñar un electrolito no inflamable que puede soportar el funcionamiento a altas temperaturas sin incendiarse”, Maher El-Kady, cofundador y director de tecnología de Nanotech Energy , dijo en ese momento. 

"La mayoría de las industrias y los usuarios finales se limitan a la tecnología de las baterías de iones de litio, desde los fabricantes de teléfonos inteligentes y portátiles hasta los fabricantes de automóviles y el consumidor en general", dijo el Dr. Jack Kavanaugh, presidente y director ejecutivo de Nanotech Energy. 

“Nanotech Energy ahora ofrece a todas estas industrias un camino hacia una tecnología de batería segura y más poderosa, un cambio de juego para ellos”, agregó Kavanaugh. 

Graphene Batteries of Norway está desarrollando tecnología de batería de litio-azufre (LiS) mejorada con derivados del grafeno. La compañía ha desarrollado un cátodo de azufre basado en un método patentado y apunta a los sistemas de almacenamiento de energía estacionarios como una de las áreas de aplicación de su tecnología.

La firma estadounidense NanoGraf está desarrollando materiales de ánodo de silicio-grafeno que permiten baterías de mayor duración y carga más rápida. NanoGraf cree que la química actual de las baterías de iones de litio se ha estancado en las mejoras de rendimiento. Sostienen que su arquitectura de material de aleación de silicio y grafeno en el ánodo podría personalizarse para lograr una capacidad entre tres y seis veces mayor que los ánodos actuales basados ​​en grafito. 

Los vehículos eléctricos con baterías que contienen grafeno requerirán al menos cuatro años de investigación y pruebas adicionales, dijo a Futurism Chip Breitenkamp, ​​científico de polímeros y vicepresidente de desarrollo comercial de NanoGraf, a fines del año pasado.

La compañía confía en que su tecnología funcionará para los vehículos eléctricos, pero sabe que tomaría unos años más tener el visto bueno para los autos eléctricos.

El grafeno es un material asombroso para las baterías, dijo Breitenkamp a Futurism, y agregó que, "Esencialmente, el grafeno puede desempeñar un papel central en el impulso de un futuro eléctrico sostenible".