Baterías de grafeno

El grafeno es un material muy prometedor para el futuro de la tecnología. Sus características lo hacen ideal para multitud de aplicaciones, pero la dificultad para obtenerlo ha hecho que se avance muy poco en su desarrollo práctico. Dentro de los distintos tipos de batería, el grafeno parece obtener los mejores resultados.

Tienen las características ideales para aprovecharlas como vector energético para almacenar las generación de energía renovable como en el vehículo eléctrico. Todas las tecnologías de baterías van a ser importantes en la transición energética, aunque el grafeno parece estar lejos de ser una solución económica.

La estructura de carbono porosa que tiene el grafeno ha demostrado buenos resultados utilizándolo tanto como ánodo como en el cátodo.

Utilizando, por ejemplo, sulfuro de litio (Li-S) como electrolito el cátodo de grafeno ofrece una mejor respuesta a la expansión del azufre (S) durante el ciclo debido a la estructura fuerte y flexible.

En cambio, utilizado en el ánodo ofrece estabilidad en la membrana del electrolito, llegando a reducir más de tres veces el ratio de azufre del electrolito (de 10 μL/mg a 3 μL/mg).

También hay lanzados prototipos de baterías que utilizan el grafeno como electrolito como veremos en algún ejemplo a continuación.

Fabricantes de baterías de grafeno

Batería de grafeno “Grabat”

Esta batería presentada por la compañía española Graphenano junto con su socio chino Chint utiliza polímero de grafeno como electrolito y promete conseguir una autonomía de 800 km utilizándola en vehículos, aunque su CEO asegura que podrán ser utilizadas también en baterías de almacenamiento, bicicletas o incluso drones.

Además, reduciría entre un 20 y un 30% el volumen de las baterías de ion de litio y podría cargarse en 5 minutos. Lo más sorprendente es su energía específica de 1 kWh/kg, permitiendo obtener baterías de alta capacidad con una reducción considerable del peso.

Por último destacar que este tipo de baterías no tienen efecto memoria y que tiene una rapidez de carga y descarga de 100C.

 Esto significa que la batería no se ve deteriorada por cargas y descargas incompletas (efecto memoria) y que es capaz de cargarse y descargarse en 36 segundos entregando la máxima corriente (100C). Aunque esto es en ambientes teóricos.

Batería “SuperBattery”

El número uno en relación a la fabricación de supercondensadores, Skeleton, está creando la batería de grafeno SuperBattery basándose en la tecnología de supercondensadores.

Todavía no hay mucha información sobre ella, pero la compañía ya tiene patentada la tecnología “Curved Graphene” y asegura que con ella pueden conseguirse recargar un vehículo en 15 segundos y con una vida útil muy extensa.

Sin embargo, esta tecnología tiene una energía específica baja (entorno a 60 Wh/kg) y está más catalogada como un supercondensador que como batería, por lo que su uso por ahora se espera que sea conjuntamente con otro tipo de baterías; absorbiendo los picos de energía en la aceleración que deterioran en gran medida las baterías de hoy en día.

Batería de grafeno de Samsung

En 2017 Samsung declaró haber desarrollado el material  “bolas de grafeno” para las baterías de sus móviles, asegurando un incremento del 45% de la capacidad y un tiempo de carga 5 veces menor a las baterías de ion-litio.

Teóricamente tendría un tiempo de carga completa de 12 minutos y, además, puede mantener una temperatura de 60°C sin repercutir en la estabilidad de las celdas, siendo así una tecnología interesante para el vehículo eléctrico.

A fecha de 2021 no se tienen más noticias por parte de Samsung sobre esta tecnología, posiblemente por un tema de costes de esta tecnología frente a la bajada de precios que están teniendo las baterías de ion-litio. Habrá que esperar a que éstas se estabilicen en precio y empiecen a surgir nuevas opciones.

Batería de grafeno del Grupo GAC

En materia de baterías y de nueva tecnología no podía faltar la aportación China. El Grupo “Guangzhou Automobile Co.” ha desarrollado una innovadora tecnología de grafeno para las baterías de vehículos eléctricos.

Quizá sea a fecha de hoy la batería de grafeno más avanzada en cuanto a su fabricación, ya que se comenzó a trabajar en ella en 2014 y ya está en fase de introducción a fabricación en masa. GAC aseguraba que en septiembre de 2021 se fabricaría en masa para su uso en vehículo eléctrico y por el momento se sigue retrasando.

La compañía posee una patente sobe las técnicas de fabricación de esta tecnología de grafeno 3D. Esto podría consistir desde una espuma de grafeno hasta grafeno multicapa.

Sea lo que fuere, aseguran reducir un 90% los costes de fabricación y que este tipo de baterías lograría una carga ultrarrápida 6C. Por suerte pronto saldremos de dudas y veremos si consiguen llevar a la realidad estos cálculos teóricos.

Espero que te hayas hecho una idea de lo que se está trabajando hoy en día en cuanto a las baterías de grafeno. Las posibilidades en la utilización del grafeno son varias y seguro que en un futuro tienen un gran hueco en el mercado del vehículo eléctrico.

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