El almacenamiento de energía es vital para aumentar el consumo de energías sostenibles y de ahí los desarrollos tecnológicos en marcha. El Instituto Tecnológico de la Energía, con el proyecto eGRAF ha conseguido demostrar los beneficios del uso de grafeno en baterías de iones de litio. Y, además, como buen súper material que es, el grafeno tiene otros usos, entre ellos, su utilización como sensor para diferentes aplicaciones y sectores.
El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) está realizando proyectos relacionados con el almacenamiento energético y el desarrollo de nuevos materiales. Es un centro investigador de referencia que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) de la Generalitat Valenciana.
Entre sus proyectos, el eGRAF, que ya está llegando a su final. Los objetivos del proyecto consistían en validar el empleo de materiales basados en grafeno para su aplicación en el campo de la energía. Y tanto en la construcción y desarrollo de nuevos dispositivos para generación de energía que actúen como sensores inteligentes, como en la fabricación de baterías de ion litio con mayores capacidades que los actuales que emplean grafito.
Investigadores de ITE han validado la incorporación de grafeno, de pocas capas, en la composición de electrodos para su uso como ánodos de las baterías. De esta forma, se consigue un aumento de la capacidad específica de las baterías de iones de litio.
Asimismo, han determinado la existencia de multitud de tipos de grafenos, con propiedades morfológicas diversas y con propiedades distintas. Permiten modificar las propiedades de las baterías en términos de capacidad en función de su aplicación.
eGRAF también para sensores de temperatura
Por otro lado, el proyecto eGRAF también ha conseguido desarrollar sensores basados en materiales grafénicos que pueden actuar como sensores de temperatura.
El grafeno es un material con unas propiedades extraordinarias en términos de conductividad eléctrica, térmica, así como de resistencia mecánica. Todo ello hace que sea muy interesante para desarrollar sensores económicos, con métodos de preparación sencillos y con elevada sensibilidad.
La temperatura es una magnitud muy importante en las baterías. Su estado y vida útil dependen, en gran medida, de una buena gestión de los procesos de carga y descarga. Y en ellos, la temperatura alcanzada es importante para evitar sobrecalentamientos no deseados.
Asimismo, es interesante su aplicación en sectores industriales. La temperatura es un parámetro que se determina en: cualquier etapa de un proceso productivo, el almacenaje de materias primas o productos e incluso en el confort de los equipos de trabajo. Especialmente interesante es en el sector medioambiental, para su monitorización o para dispositivos biomédicos e Internet of Things (IoT).
Muchas posibilidades
Con estas investigaciones, se ha querido demostrar, y se ha conseguido, la capacidad y versatilidad del grafeno. Es un súper material que mejora la capacidad de los sistemas de almacenamiento energético de ion litio. Además, puede actuar como sensor de multitud de tipos (químico, electroquímico, temperatura, presión, etc.) para diferentes aplicaciones y sectores.
Los beneficios de que arrojan los resultados del proyecto eGRAF son de gran valor. Por un lado, reducción de costes a nivel de producción por el uso de técnicas sencillas y fácilmente escalables. Entre ellos, la deposición por spray o la impresión digital y reducción de costes por eliminación de sensores de platino ampliamente usados en la industria.
Asimismo, hay que tener en cuenta la reducción del impacto medioambiental de los sensores, ya que son más sostenibles por no utilizar metales preciosos. Además, gracias al procedimiento de fabricación por impresión digital, se puede incorporar el sensor en la pieza o lugar de interés.
No menos importante es el que, al aumentar la capacidad de las baterías, se reduce su peso y volumen. Tener baterías más pequeñas y ligeras es un gran paso, entre otros, para el sector automotriz.
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