El trabajo realizado por investigadores del Centro de Innovación en Nuevas Energías (CINE), que se asoció con la petrolera Shell en el marco del Programa de Centros de Investigación en Ingeniería (CPEs) de la Fundación de Amparo a la Investigación del Estado de Sao Paulo (FAPESP por sus siglas en portugués), presentó una importante contribución al estudio de materiales para electrodos supercondensadores.
Un supercondensador es aquel capaz de almacenar y proporcionar una alta densidad de potencia en un corto intervalo de tiempo, presenta una alta capacitancia (almacenamiento de energía) en comparación con otros tipos de condensadores y ocupa el rango de aplicaciones entre condensadores electrolíticos y baterías.
Los autores obtuvieron un material optimizado mediante el cultivo de óxido de níquel directamente en nanofibras de carbono, logrando sinergias entre los elementos químicos, a nivel atómico, lo que se tradujo en una alta capacidad para almacenar y conducir electricidad, además de durabilidad y estabilidad.
Avance en la autonomía de vehículos eléctricos
Los supercondensadores ayudan a aumentar la autonomía de los automóviles eléctricos y así se complementan con las baterías de iones de litio.
El electrodo se sumergió en el electrolito acuoso, una solución a base de iones de litio disueltos en agua y sin disolventes, que se cargaba mediante la aplicación de corriente eléctrica. En ese momento, los autores del estudio observaron las interacciones entre ambos componentes mientras el electrodo estaba en funcionamiento. Para ello, los investigadores utilizaron la espectroscopia Raman, una técnica capaz de proporcionar información relevante sobre los cambios químicos y estructurales que se producen en los materiales.
Publicado en un artículo en la revista científica Nanoscale, la investigación revela detalles sobre los procesos que ocurren en la interfaz entre un material compuesto por nanofibras de carbono y nanoestructuras de óxido de níquel y la solución que funcionó como un electrolito.
“Desde el punto de vista aplicado, tenemos un dispositivo muy estable químicamente que proporciona una alta ciclabilidad, además de la alta capacidad de almacenar / almacenar energía”, dice el doctor Willian Gonçalves Nunes, primer autor del artículo a nanoescala y miembro del Programa de Almacenamiento Avanzado de Energía del CINE, en una entrevista con el equipo de educación y difusión del centro. En las pruebas, el dispositivo completó 10.000 ciclos de carga y descarga, perdiendo solo el 2% de eficiencia en el último ciclo.
La investigación se llevó a cabo durante el doctorado de Willian Nunes, con una beca de la FAPESP y bajo la dirección del profesor Hudson Zanin,de la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp).
Con información del Centro de Innovación en Nuevas Energías.
