Si hay algo que nos rodea y de lo que no podemos escapar, eso es el plástico. Mejores o peores, el plástico se utiliza para todo y hemos abusado tanto que hasta nuestro semen está repleto de plástico. Sin embargo, no todos son iguales y hay uno muy especial que se descubrió en la década de los 80: el poli(3,4-etilendioxitiofeno), o PEDOT, para abreviar. Estamos hablando de un plástico especial porque, aunque con limitaciones, es un conductor de la electricidad.
Sin embargo, investigadores de la UCLA han encontrado la forma de crear un supercondensador de PEDOT, y es algo con potencial para cambiar el almacenamiento de energía y la transmisión de la misma.
PEDOT. El plástico es común en elementos que necesitan un aislante de la electricidad. Un ejemplo sencillo es el de los cargadores o los enchufes, cuya cobertura es un polímero. Sin embargo, en los 80 se descubrió una combinación que permitía crear un polímero conductor de la electricidad. Y lo hacía en ambientes normales, por lo que el aire y la humedad no le pasaban factura.
Es por eso que se utiliza en muchos tipos de dispositivos, como paneles OLED, pantallas táctiles, elementos electrocrómicos, sensores, películas flexibles conductoras o paneles solares flexibles, hasta experimentos como el ladrillo 2.0 con almacenamiento de energía o un suelo de cultivo eléctrico.
Casi para todo. El problema del PEDOT es que transmite bien la electricidad, pero no es bueno almacenándola debido a que no tiene la superficie necesaria para almacenar grandes cantidades de energía. Por eso, los ladrillos de los que hablábamos antes daban para iluminar un LED (que requiere una extremadamente baja cantidad de electricidad), no para mucho más. Pero claro, si ya se revolucionó el plástico con el PEDOT, se podría ir un paso más allá, ¿verdad?
SuperPEDOT. Eso mismo es lo que se preguntó un equipo de químicos de la Universidad de California, quien buscó controlar el crecimiento de las nanofibras de este polímero para que, además de conducir electricidad, se pueda almacenar. En algo que los químicos del UCLA han bautizado como “crecimiento en fase de vapor”, las nanofibras de PEDOT se expanden en posición vertical.
Por hacernos una idea más visual, es como si fuera un manto de césped, lo que permite aumentar la superficie del material y, por tanto, dotando al polímero de unas mejores propiedades para almacenar la energía. Y este crecimiento se ha logrado al agregar un líquido formado por nanopartículas de óxido de grafeno y cloruro férrico sobre una lámina de grafito. Una vez se expone al vapor, se forma ese polímero vertical.
Pila de plástico. Al aumentar la superficie del PEDOT, “aumentamos su capacidad lo suficiente como para construir un supercondensador”, comenta Haher El-Kady, investigador principal de este proyecto. Es un logro, está claro, pero… ¿para qué? Pues la idea es crear sistemas de almacenamiento más eficientes para abordar el problema del almacenamiento de las plantas de energía renovable. Es algo que, por ejemplo, está trastocando los planes de gigantes como China.
Aplicaciones. Y el gran punto a favor de este superPEDOT es que puede liberar energía acumulando carga eléctrica en su superficie. Es lo que le permite cargarse y descargarse extremadamente rápido, lo que hace que sea un sistema ideal para aplicaciones que requieran soltar toda su energía rápidamente y volver a almacenarla, de nuevo, de forma más veloz que una batería convencional.
Un ejemplo puede ser el flash de una cámara, pero también algo mucho más práctico para la transición energética del segmento de la automoción: los sistemas de frenado regenerativo en vehículos eléctricos. Una batería convencional almacena y suelta la energía mediante reacciones químicas lentas, pero este supercondensador de PEDOT puede utilizar esa frenada regenerativa, por continuar con ese ejemplo, para almacenar una mayor carga de energía que, luego, alimente las ruedas.
Prometedor. El equipo afirma que su conductividad es 100 veces mayor que la de otros productos comerciales basados en PEDOT, pero también tiene una superficie cuatro veces mayor, lo que facilita ese uso como supercondensador. También comentan que es muy duradero, soportando más de 70.000 ciclos de carga, lo que los hace más interesantes que materiales tradicionales con un desgaste mayor en ese proceso de carga y descarga constante.
Desde la UCLA, están convencidos de que “el uso del PEDOT con grafeno en supercondensadores puede ayudar a la sociedad a satisfacer sus necesidades energéticas”, pero hay que seguir investigando para comprobar sus propiedades en el trabajo de campo. Y, eso sí, estos supercondensadores no son un reemplazo de las baterías, sino un complemento en aplicaciones que requieran una alta velocidad de carga y descarga.
La batería sigue siendo la mejor forma comercial de almacenar esa energía y el campo de los coches eléctricos es uno en el que los superconductores pueden dar mucho juego. Uno de los ejemplos más interesantes de uso es el que detallaron hace unos años los ingenieros del MIT: convertir carreteras en supercondensadores.
Imágenes | UCLA
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