Entre todos los desafíos del grafeno, había uno que paralizaba su desarrollo: la necesidad de crearlo en el laboratorio. Este inesperado giro de los acontecimientos lo cambia todo.
Un equipo de investigadores ha logrado solventar uno de los grandes dilemas de la ciencia y de paso demostrar de lo que es capaz el “material de Dios’.
Con el "Ángulo Mágico" del grafeno se inicia un camino prometedor en la investigación de este material, considerado clave para el futuro, gracias a sus aplicaciones prácticas casi ilimitadas, incluyendo su uso en baterías para vehículos eléctricos.
El grafeno tiene el potencial de mejorar las baterías de iones de litio actuales al proporcionar una mayor densidad de energía, permitir una carga y descarga más rápidas, y ofrecer una alta resistencia mecánica y estabilidad química, lo que prolonga su vida útil.
De la mano de un experto, conocemos las increíbles propiedades del grafeno, un material capaz de mejorar las capacidades de varias de las baterías de los vehículos eléctricos, ya sean de iones de litio o de algunas de sus variantes.
Estas baterías prometen duplicar la autonomía de los coches eléctricos con un coste inferior a las de iones de litio, gracias a la eliminación del níquel, el cobalto y el manganeso de su composición.
Las baterías desarrolladas por Graphenano y el Instituto de Ciencia Molecular de la Universitat de València prescinden de los colectores de corriente y de los terminales metálicos para sustituirlos por grafeno y nanomateriales de carbono.
El grafeno, llamado por algunos el “material de Dios” se presume como un componente esencial de las futuras baterías de los vehículos eléctricos, pero también para otras muchas aplicaciones. El problema es que en muchos casos lo que se vende como grafeno realmente no lo es.
A través de un nuevo informe, la consultora IDTechEx explora la respuesta a una pregunta que surge cada vez más entre los impulsores de los suministros ecológicos: ¿es realmente el grafito un material verde?
Con el mapeo de las celdas mediante sensores magnéticos basados en grafeno los fabricantes pueden desarrollar baterías más pequeñas y ligeras aumentando su densidad de energía, su vida útil y su velocidad de recarga, lo que finalmente beneficia al consumidor final.
Con la unión de materiales semiconductores TMD y el grafeno es posible fabricar células solares de película delgada capaces de alcanzar una eficiencia en la conversión eléctrica de hasta el 27 % con las que sería posible alimentar vehículos eléctricos.
Daikin y OCSiAl han firmado un acuerdo de cooperación para el desarrollo, la producción y la comercialización de nanotubos de grafeno para baterías de iones de litio, lo que asegura más capacidad energética y mayor velocidad de carga y vida útil.
GMG anuncia unas baterías de iones de aluminio y grafeno que se pueden recargar hasta 60 veces más rápido que las baterías de iones de litio actuales, triplicando su capacidad de almacenamiento y su vida útil.
Aion, la submarca del grupo chino GAC, ha mostrado la capacidad de carga de su nueva batería de grafeno, implementada en el SUV eléctrico Aion V, realizando una prueba real en una estación de carga capaz de ofrecer hasta 481 kW de potencia y alcanzar una tensión de 855 V.
En los últimos años se han conseguido avances espectaculares en el desarrollo de los acumuladores de grafeno, cada vez más eficientes y con mayor densidad de energía y potencia, por lo que pronto podrían estar en nuestros dispositivos electrónicos. Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han revisado las mejoras, desde el mayor rendimiento de los electrodos hasta la cada vez mayor miniaturización.
Las pruebas preliminares realizadas sobre baterías prototipo y en condiciones de laboratorio revelan que la velocidad de recarga de las baterías de iones de aluminio multiplica por tres la de las de iones de litio y triplica su durabilidad.
Al ser implementado en el ánodo de las baterías de los coches eléctricos, el fósforo negro, que ofrece una conductividad eléctrica similar al grafeno, permite mayor velocidad y capacidad de carga, y más estabilidad en los ciclos de carga.
Con el proyecto SuperBattery, las baterías de litio de los coches eléctricos podrán ofrecer mayor autonomía, mayor durabilidad y una recarga prácticamente inmediata gracias a la unión de los ultracondensadores y la tecnología Curved Graphene.
Vittoria ha presentado una nueva gama de neumáticos para bicicletas eléctricas de montaña que incluyen grafeno sobre la capa de rodadura, lo que aumenta su durabilidad y resistencia y reduce el consumo de energía.
En el GAC Tech Day 2020, el grupo chino ha presentado un prototipo de su primer coche eléctrico de hidrógeno, sus nuevas arquitecturas con baterías sin módulos, y la tecnología 3DG, con la que ha creado su primera batería de grafeno.
La inclusión de óxido de grafeno en plaquetas junto con materiales cerámicos en el electrolito sólido de las baterías, refuerza su resistencia ante la fractura y permite que puedan utilizarse en vehículos eléctricos.
Una investigación en la que participan el CSIC y el centro de Investigación CIC energiGUNE de Vitoria ha logrado incorporar tinta de grafeno en una batería de metal-aire, manteniendo el 75% del rendimiento inicial tras 5.000 ciclos de carga-descarga.
Una investigación de la Universidad de Manchester ha logrado un método de producción de cátodos de grafeno para baterías de Li-S, mediante láser ultravioleta pulsado, que eliminan la inestabilidad de estas baterías.
Los ánodos de las baterías de ion litio pueden convertirse en una fuente de fabricación de grafeno, que podría utilizarse para las baterías de los coches eléctricos, multiplicando por tres su autonomía.
Avevai ha presentado dos vehículos eléctricos comerciales bajo la denominación Iona, cuya principal innovación es un sistema de batería basado en supercondensadores de grafeno que aumentan la capacidad energética, la velocidad de carga y su vida útil.
Ford empleará pequeñas cantidades de grafeno mezcladas con espuma, en algunos de los componentes y piezas de sus vehículos, para reducir su sonoridad interior, su durabilidad y su peso.
Investigadores de la Universidad de Singapur han publicado un método químico viable industrialmente para lograr obtener grafeno a partir de grafito sin disparar sus costes.
Las baterías de iones de sodio con ánodo de óxido de estaño, apoyadas en una estructura de grafeno, podrían convertirse, en poco tiempo, en una alternativa económica al litio.
Investigadores del Instituto alemán de Energía e Investigación del Clima han desarrollado un material para el ánodo de las baterías que utiliza una capa base de grafito capaz de triplicar la capacidad de una batería y reducir drásticamente los tiempos de carga.
Investigadores en la Universidad de Warwick, Reino Unido, añadieron vigas de grafeno al silicio para aumentar la capacidad de las baterías y duplicar su ciclo de vida.
