Investigadores de la UCLA desarrollaron un método innovador para crear nanofibras de PEDOT mediante un proceso de crecimiento en fase vapor, aumentando significativamente su conductividad y área superficial.
Los supercondensadores de plástico podrían solucionar los problemas de almacenamiento de energía
Los plásticos han transformado nuestra forma de vida y desempeñado un papel crucial en la tecnología moderna gracias a sus propiedades aislantes. Sin embargo, en la década de 1970, un descubrimiento accidental revolucionó el campo: algunos plásticos pueden conducir electricidad. Este hallazgo abrió nuevas posibilidades en la electrónica y el almacenamiento de energía.
Uno de los plásticos electroconductores más destacados actualmente es el PEDOT (poli(3,4-etilendioxitiofeno)). Este material, flexible y transparente, se utiliza en pantallas táctiles, celdas solares orgánicas y ventanas electrocrómicas. Sin embargo, su aplicación en almacenamiento energético ha estado limitada debido a su baja conductividad eléctrica y superficie específica.
Avances en el desarrollo del PEDOT para almacenamiento energético
Científicos de la UCLA han desarrollado un método innovador para optimizar la morfología del PEDOT, creando nanofibras que mejoran significativamente sus propiedades eléctricas y de almacenamiento. Estas nanofibras presentan una conductividad excepcional y una gran superficie específica, lo que amplifica su capacidad para almacenar energía, convirtiéndolo en un material prometedor para supercondensadores.
A diferencia de las baterías, que almacenan energía mediante reacciones químicas, los supercondensadores lo hacen acumulando carga eléctrica en su superficie. Esta característica les permite cargarse y descargarse rápidamente, siendo ideales para aplicaciones que requieren descargas instantáneas, como los sistemas de frenado regenerativo en vehículos eléctricos y flashes de cámaras. Mejorar los supercondensadores es esencial para reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
Innovaciones en la fabricación del PEDOT
El equipo de la UCLA utilizó un proceso único de crecimiento en fase vapor para crear nanofibras verticales de PEDOT. Este método implica exponer una gota de óxido de grafeno y cloruro férrico sobre una lámina de grafito a vapores de monómeros de EDOT. En lugar de formar una película plana y delgada, el polímero crece en una estructura densa y vertical, similar a un césped, que aumenta enormemente su superficie específica.
Este diseño permite que los electrodos de PEDOT almacenen mucho más energía que los diseños convencionales. Además, los supercondensadores fabricados con este material muestran una excelente capacidad de almacenamiento y una estabilidad ciclística extraordinaria, superando las 100.000 cargas.
Resultados destacados y su impacto en la sostenibilidad
El nuevo material de PEDOT ha mostrado una conductividad 100 veces mayor que los productos comerciales y una superficie electroquímicamente activa cuatro veces superior. Estas mejoras han llevado a una capacidad de almacenamiento de carga de más de 4.600 miliFaradios por centímetro cuadrado, casi diez veces más que los PEDOT convencionales.
Además, la durabilidad del material es notable, resistiendo más de 70.000 ciclos de carga, lo que lo hace ideal para aplicaciones en energías renovables. Estos avances representan un paso importante hacia sistemas de almacenamiento más eficientes y sostenibles.
Implicaciones para la transición energética
La creación de supercondensadores más rápidos, eficientes y duraderos es fundamental para acelerar la transición hacia fuentes de energía renovable. Las tecnologías basadas en PEDOT podrían integrarse en aplicaciones como sistemas de almacenamiento para energía solar y eólica, ayudando a mitigar los problemas de intermitencia que presentan estas fuentes.
El trabajo de investigadores como Maher El-Kady y Richard Kaner pone de manifiesto el potencial de los plásticos electroconductores para abordar desafíos globales. Este avance en la tecnología de almacenamiento podría tener un impacto significativo en la reducción de las emisiones de carbono y el uso de combustibles fósiles, contribuyendo a un futuro más sostenible.
Vía ucla.edu
