Hacia una economía circular y baja en carbono

Grafeno para nuevas aplicaciones en generación y almacenamiento energético (eGraf)

La transición hacia un escenario energético más sostenible ya no tiene vuelta atrás. Como consecuencia de la fuerte demanda energética existente y la dependencia de un mix energético excesivamente carbonizado, uno de los principales retos a los que se enfrenta nuestra sociedad es el de desarrollar nuevas tecnologías que permitan generar y almacenar energía de manera segura, sostenible, limpia y rentable.

Es en este contexto energético en el que las investigaciones desarrolladas por ITE se centran en el desarrollo de nuevos materiales y sistemas de almacenamiento energético, ya que juegan un papel clave. Dentro de esta línea de trabajo está actualmente en marcha el proyecto eGraf, que investiga la preparación de materiales basados en grafeno -un material llamado a cambiar el mundo por su múltiples aplicaciones- que posean características estructurales adecuadas para su aplicación en el campo de la energía. El grafeno es un material con propiedades extraordinarias capaz de aportar mejoras a la nueva generación de dispositivos de producción y almacenamiento de energía.

El desarrollo de sistemas de generación de energía económicos e inteligentes que sean capaces de responder a estímulos externos (presión, fricción, flujo de un líquido, temperatura, etc.), y sistemas de almacenamiento de energía con mayores capacidades y funciones hechas a medida (deformables, respuesta a un estímulo, sensores, etc.), son de vital importancia para satisfacer las necesidades energéticas actuales.

Durante la primera anualidad del proyecto eGraf, se ha trabajado en la selección y caracterización de materiales grafénicos que sirvan como material activo en el desarrollo de sensores y electrodos para baterías y supercondensadores.

Los materiales grafénicos utilizados en los nuevos desarrollos, han sido caracterizados mediante técnicas analíticas, espectroscópicas y de microscopia para conocer sus características fisicoquímicas, composición y morfología. De esta forma se tiene un análisis de la “huella dactilar” del grafeno antes de ser integrado en el dispositivo. Además, también se han llevado a cabo ensayos de estabilidad térmica mediante la caracterización del material.

Paralelamente, se han llevado a cabo trabajos de deposición de películas finas y transparentes de estos materiales sobre sustratos arbitrarios, que actuaran como sensor, evaluando su uniformidad y conductividad eléctrica. De igual forma, se han integrado estos grafenos en las composiciones de electrodos para baterías, optimizando el proceso de preparación y estudiando sus proporciones más adecuadas, en busca de aplicaciones próximas al mercado.

El ITE cuenta, desde hace años, con una línea de investigación centrada en el desarrollo de materiales poliméricos y carbonosos aplicados al desarrollo de sistemas de generación y almacenamiento energético. Con el empleo de un nanomaterial novedoso con extraordinarias propiedades como es el grafeno, se pretende dar un paso más en la mejora de este tipo de dispositivos.

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