Este descubrimiento podría revolucionar el almacenamiento de energía, haciendo más limpio y eficiente el futuro de la energía sostenible.
Científicos en China han presentado un avance que promete transformar la forma en que almacenamos energía, utilizando aceite residual como base para desarrollar un material poderoso destinado a aplicaciones de almacenamiento energético.
En un contexto donde la demanda de energía crece continuamente, los supercapacitores ganan relevancia debido a su capacidad de carga y descarga rápida, ideales para aplicaciones de alto rendimiento como los vehículos eléctricos (VE). El nuevo método de los investigadores no solo ofrece una solución sostenible para fabricar estos supercapacitores, sino que también aborda los problemas de gestión de residuos y eficiencia energética.
Transformar residuos en recursos valiosos
Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghái, junto con la Universidad de Tongji, desarrolló un enfoque innovador para convertir aceites residuales en materiales de carbono de alto rendimiento. Utilizaron ácido linoleico (aceite residual) y melamina como precursores para crear carbones porosos jerárquicos dopados con nitrógeno (HPCs), que destacan por su gran superficie y excelente conductividad eléctrica.
El proceso implica calentar estos materiales a altas temperaturas y activarlos químicamente con hidróxido de potasio (KOH). Como resultado, se obtiene un material con una superficie específica de hasta 3.474,1 m²/g. Esta área es crucial para almacenar más carga eléctrica, similar a cómo una esponja con más poros retiene más agua.
Además, los mesoporos (poros de tamaño intermedio) representan más del 70% del espacio total de los poros en estos materiales, mejorando significativamente el transporte de iones. Es como si las autopistas principales de una ciudad se ampliaran, permitiendo un flujo más rápido y eficiente del tráfico, en este caso, de los iones.
Una solución sostenible para los vehículos eléctricos
Este descubrimiento no solo aborda los desafíos del almacenamiento de energía, sino que también fomenta una economía circular, al reutilizar desechos como el aceite residual y convertirlos en materiales útiles. Esto reduce los impactos ambientales y crea tecnologías más eficientes en el uso de recursos.
La incorporación de nitrógeno, facilitada por la melamina, mejora la conductividad eléctrica e introduce sitios activos en la estructura de carbono, aumentando su reactividad electroquímica. Esto permitió a los HPCs alcanzar una capacitancia específica de 430,2 F/g y mantener un 86,5% de retención de capacidad después de 2.000 ciclos de carga/descarga. Es como tener una batería que apenas pierde potencia tras años de uso intensivo.
Beneficios para un futuro más limpio
Esta tecnología tiene aplicaciones prometedoras en vehículos eléctricos, almacenamiento de energías renovables y otras tecnologías avanzadas. Al transformar desechos en recursos valiosos, se abre la puerta a un futuro energético más limpio y eficiente.
En palabras del Dr. Suyun Xu, líder del proyecto: “Estamos optimizando la estructura de los poros y utilizando dopaje con nitrógeno para potenciar el rendimiento de los supercapacitores, abriendo nuevas posibilidades para un almacenamiento de energía sostenible y de alta eficiencia.”
Contexto técnico
Los HPCs dopados con nitrógeno destacan por:
- Alta conductividad: Gracias al dopaje con nitrógeno.
- Gran superficie específica: Hasta 3.474,1 m²/g.
- Capacidad de transporte de iones mejorada: Más del 70% del volumen total es mesoporoso.
- Ciclo de vida extendido: Capacitancia retenida del 86,5% tras 2.000 ciclos.
Este avance demuestra que preparar HPCs dopados con nitrógeno a partir de aceites residuales es factible, económico y sostenible. Un paso firme hacia sistemas de energía renovable más eficientes y amigables con el medio ambiente.
Vía springer.com / ECO inventos
