En nuestra vida cotidiana, el plástico está presente en casi todo lo que nos rodea, llegando incluso a formar parte de nuestro organismo en cantidades diminutas. Sin embargo, no todos los plásticos se comportan de la misma forma. En los años 80 se descubrió un polímero singular, el poli(3,4-etilendioxitiofeno) o PEDOT, que destacó por su capacidad para conducir electricidad.
Este descubrimiento abrió nuevas posibilidades en campos tan variados como la electrónica, el almacenamiento energético y la fabricación de dispositivos flexibles. A diferencia de los plásticos tradicionales, que se emplean principalmente como aislantes en aplicaciones como las cubiertas de enchufes o cargadores, el PEDOT se comporta de forma diferente.
El desafío de los condensadores: almacenar energía
La habilidad del PEDOT para transportar electricidad sin necesidad de condiciones especiales (funciona de manera eficiente incluso en ambientes con aire y humedad) lo ha convertido en un componente clave en dispositivos de última generación. Desde paneles OLED y pantallas táctiles hasta elementos electrocrómicos, sensores, películas conductoras flexibles e incluso paneles solares flexibles, el PEDOT se ha posicionado como un material versátil.
Proyectos pioneros, como el ‘ladrillo 2.0’ con capacidad de almacenar energía o su aplicación en suelos de cultivo eléctricos, han demostrado su amplio potencial.
Aunque el PEDOT destaca por su conductividad, uno de sus inconvenientes radica en su limitada capacidad para almacenar energía. Esto se debe a que, a pesar de su excelente habilidad para conducir electricidad, carece de la superficie necesaria para acumular grandes cantidades de carga eléctrica.
Así, dispositivos experimentales basados en este polímero han mostrado rendimientos modestos, siendo capaces de alimentar cargas mínimas, como la requerida para iluminar un LED, lo que limita su uso en aplicaciones de mayor exigencia energética.
La apuesta de la Universidad de UCLA: nace el SuperPEDOT
Ante esta limitación, un equipo de químicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha dado un importante paso adelante. Su propuesta consistió en modificar la estructura del PEDOT para incrementar su área superficial y, de este modo, mejorar su capacidad de almacenamiento energético.
Mediante un proceso innovador denominado ‘crecimiento en fase de vapor’, los investigadores han conseguido orientar las nanofibras del polímero de manera vertical, asemejándose a un delicado manto de césped. Esta configuración permite aprovechar una mayor superficie del material, potenciando sus propiedades tanto en la conducción como en el almacenamiento de energía.
El procedimiento comienza con la aplicación de una solución compuesta por nanopartículas de óxido de grafeno y cloruro férrico sobre una lámina de grafito. Tras exponer esta mezcla al vapor, se produce la orientación vertical de las nanofibras de PEDOT, transformando el material en un supercondensador de altas prestaciones.
Según Haher El-Kady, investigador principal del proyecto, al ampliar la superficie del PEDOT se incrementa sustancialmente su capacidad, lo que permite construir un supercondensador apto para diversas aplicaciones en el ámbito de las energías renovables.
Aplicaciones en la movilidad eléctrica
El SuperPEDOT muestra un potencial destacado en el sector de la movilidad eléctrica e híbrida. Su capacidad para cargarse y descargarse a una velocidad extraordinaria lo convierte en un recurso idóneo para sistemas que requieren una respuesta inmediata en la gestión de la energía.
Por ejemplo, en los sistemas de frenado regenerativo de vehículos eléctricos, este supercondensador podría captar y liberar la energía de manera casi instantánea, complementando la función de las baterías tradicionales.
Es importante destacar que, en este contexto, no se trata de sustituir a las baterías convencionales, que siguen siendo fundamentales para el almacenamiento energético, sino de ofrecer una solución complementaria que optimice la eficiencia del sistema.
Esta complementariedad resulta especialmente valiosa en la transición energética, ya que se busca diversificar y mejorar los mecanismos de almacenamiento de energía. Al integrar tecnologías como el SuperPEDOT, se pueden desarrollar sistemas más versátiles que respondan con rapidez a las demandas del mercado sin dejar de lado la fiabilidad y estabilidad que ofrecen las soluciones tradicionales.
Ventajas y perspectivas de futuro
El material desarrollado en la UCLA presenta características impresionantes: su conductividad supera en gran medida la de otros productos comerciales basados en PEDOT, alcanzando cifras hasta 100 veces superiores, y su superficie se ha incrementado en cuatro ocasiones, lo que mejora notablemente su función como supercondensador. Además, el SuperPEDOT ha demostrado una durabilidad excepcional, soportando más de 70.000 ciclos de carga y descarga sin mostrar signos significativos de desgaste. Estas propiedades lo posicionan como un candidato prometedor para futuras aplicaciones en la gestión de energías renovables.
No obstante, los investigadores reconocen la necesidad de continuar con estudios de campo que permitan evaluar todas sus propiedades en condiciones reales. La idea es que, junto a las baterías convencionales, los supercondensadores basados en PEDOT y grafeno puedan integrarse en sistemas híbridos, respondiendo de manera más eficiente a las crecientes demandas energéticas de nuestra sociedad, en un contexto global en el que países como China ya están invirtiendo fuertemente en innovación energética.