Hablar de tecnología es hablar de soluciones y avances en función de generar tranquilidad y calidad para las personas. Lo vemos en el desarrollo de programas tecnológicos para la comunicación, la electromovilidad, en métodos de ciencia, salud e investigación, realmente en todo lo que nos rodea. La idea es reemplazar todo lo que es obsoleto y tener un futuro previsible sumergido en la modernidad de los tiempos, así que las baterías de grafeno están inmersas en esta evolución.
Las baterías de grafeno, es uno de los descubrimientos más recientes con el que se ha venido experimentando para aumentar el rendimiento principal de los vehículos eléctricos, logrando del mismo modo, conseguir una fuente regenerativa considerada ante todo el mundo como un modelo respetuoso con el clima para el futuro.
El grafeno es ese componente milagroso del cual se puede sacar el máximo provecho, de esto no solo los coches eléctricos, también pueden tomar ventaja los teléfonos inteligentes, los hogares inteligentes e incluso los dispositivos portátiles inteligentes en lo cual se siguen dando grandes pruebas para conseguir el éxito en el uso del grafeno.
Un uso prometedor para los coches eléctricos capaz de lograr mayor autonomía, mayor capacidad de almacenamiento y rapidez de carga sin mencionar la transición de una economía dependiente de los combustibles fósiles para un mundo electrificado mucho más limpio y sostenible.
Características y propiedades del grafeno
El grafeno se presenta como una lámina de carbono puro de un solo átomo de espesor que se encuentran dispuesto en un patrón regular hexagonal considerado cien veces más fuerte que el propio acero, con una densidad muy parecida a la fibra de carbono, con un peso muy liviano cinco veces más ligero que el aluminio.
Ofrece alta conductividad eléctrica y transparencia óptica, lo que lo hace adecuado para la fabricación de láminas de electrodos conductores que puede ser utilizado en diferentes aplicaciones. Aspectos que superan las propiedades de los materiales más usados en la fabricación industrial de baterías.
De modo que el grafeno ofrece unas propiedades únicas y especiales y las cuales es importante destacar, es sintetizable de diversas formas, consigue una estructura y propiedades distintas a las que en comparación de otros materiales se han logrado.
Su forma bidimensional permite que cada átomo de carbono se una a otros tres mediante enlaces sp (cuadrado), que van formando una lámina con estructura plana parecida a un panal de abejas.
De acuerdo a esto, el grafeno es el cristal bidimensional más delgado descubierto en la naturaleza, con un espesor de solo un átomo de carbono, esta característica es la que le ofrece más ventaja a sus principales propiedades. Algunas otras son las siguientes:
- Extraordinaria conductividad eléctrica, tanto, que nunca será de cero ya que los electrones pueden moverse libremente por toda la lámina de grafeno y no se quedan aislados.
- Es casi transparente y muy denso.
- Puede ser hasta 200 veces más resistente que el propio acero y más.
- Es más ligero e incluso más flexible.
- Posee grandes propiedades como conductor térmico.
- Es soportable a la radiación.
- No produce pérdida de energía cinética de los electrones en forma de calor. Esto implica que se calienta menos al conducir.
- Presenta y genera muy buena movilidad electrónica.
- Causa poco ruido, algo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de campo (FET).
- Se puede combinar químicamente junto con otras sustancias para formar otros compuestos.
Pasará algún tiempo para ver cotidianamente el uso de las baterías de grafeno, pero la buena noticia es que, afortunadamente ya no son solo un concepto teórico, y hasta los momentos todos los prototipos han resultados exitosos en las investigaciones tecnológicas.
Beneficios en el uso de las baterías de grafeno
El grafeno descubierto por los físicos rusos Andre Geim y Konstantin Novoselov en 2004, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 2010, ha dejado muchas oportunidades para sacarle el mayor de los provechos como material del futuro.
Como bien sabemos la batería de un coche eléctrico es uno de los componentes clave que hace que este tipo de vehículos atraigan a más usuarios, ya que de ella dependen la autonomía, el precio, el tiempo de recarga, etc. Todos estos son factores que frenan actualmente a muchos usuarios. Y el grafeno, actualmente se utiliza en la fabricación de nuevas baterías para coches, lo que permite una mayor autonomía y menor tiempo de carga, además de presentar otras grandes ventajas como:
- Mayor densidad energética, para mayor autonomía.
- Menor tiempo de carga (se estima que tendrán ciclos de carga 100 veces más rápidos).
- Muy ligeras, aerodinámicas.
- Ocuparán un 20%-30% de espacio.
- Proporcionarán una autonomía de 800 kilómetros.
- Su vida útil será 4 veces superior.
Las nuevas baterías de grafeno no sufren el demoledor efecto memoria y su velocidad de carga es de 100C, algo que nos permite recargar la batería al 100% en menos de 10 minutos, mientras que la velocidad de carga de las baterías de litio es inferior a 5C.
En España ya se producen las baterías de grafeno, están siendo fabricadas desde el 2012, por la firma española Grabat Energy, nacida de la colaboración entre la empresa Graphenano y la Universidad de Córdoba, que produce celdas de polímero de grafeno para distintos tipos de baterías.
Estas baterías de graphenanos, disponen de 800 a 1000 kilómetros de autonomía, prácticamente es el doble de lo que se ha venido generando en el tópico de las baterías para coches eléctricos.
De modo, que ya en España se consiguen estas baterías de grafeno, que además de recargable, cuenta con más potencia, más densidad de carga, más vida útil, mayor velocidad de recarga y aun menor costo que otras baterías de diferentes compuestos.
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