Recientemente, un equipo de investigación de la Universidad de Sydney en Australia ha creado materiales de electrodos de durian y jaca. Estos materiales, a su vez, podrían usarse en la construcción de supercondensadores de alto rendimiento que puedan cargar rápidamente teléfonos inteligentes y tabletas.
Los supercondensadores representan otro tipo de tecnología de almacenamiento de energía. Mientras que el funcionamiento de las baterías (como las baterías de iones de litio) se basa principalmente en la química, el funcionamiento de los condensadores se basa principalmente en la física. En comparación, los condensadores tienen una densidad de potencia más alta que conduce a una carga y descarga más rápidas. Las baterías, por otro lado, tienen una mayor densidad de energía que conduce a más energía almacenada para el mismo peso. Los condensadores también tienen otra ventaja importante: un ciclo de vida mucho más largo. Cuando se usan adecuadamente, los condensadores pueden cargarse y descargarse casi infinitamente.
Típicamente, un condensador comprende dos conductores eléctricos separados por un medio dieléctrico y dos electrodos. Los materiales de carbono (p. Ej., Carbón activado, nanotubos de carbono y láminas de grafeno) ahora se están utilizando para el electrodo y el revestimiento del conductor porque su alta porosidad mejora el rendimiento de un condensador.
Muchas empresas y agencias de investigación ahora buscan materiales de carbono que puedan obtenerse de una manera ambientalmente sostenible y que tengan todos los atributos correctos para las aplicaciones de almacenamiento de energía. Los desechos orgánicos como las cáscaras de coco, las cáscaras de almendras y las cáscaras de nuez se han considerado como materia prima potencial para procesos que pueden producir materiales de carbono avanzados. En el estudio realizado por el equipo de la Universidad de Sydney, se eligieron la jaca y el durian. Tanto la jaca como el durian tienen un núcleo esponjoso y fibroso que se transforma en un material de electrodo poroso con un área de superficie sustancial.
El equipo de investigación tomó muestras de los núcleos respectivos de las dos frutas y las sometió a un procedimiento complicado para obtener aerogel de carbono. Las muestras se enjuagaron primero con agua y luego se sometieron a vapor en un autoclave durante 10 horas a 180 ° C. Posteriormente, se enjuagaron nuevamente con agua y se secaron por congelación en un ambiente de vacío durante 24 horas a menos 80 ° C. Finalmente, se calentaron en un horno durante una hora a 800 ° C y luego se enfriaron naturalmente. El proceso de pirólisis creó un aerogel de carbono a base de jaca y una contraparte a base de durian. Son de color negro y estructuralmente porosos.
El estudio realizado por el equipo de investigación revela que las piezas de aerogel de carbono derivadas de jaca y durian obtuvieron calificaciones muy altas en capacidad de almacenamiento, estabilidad de ciclismo y otras áreas de rendimiento. Se pueden usar para reemplazar materiales de carbón activo existentes para condensadores. Las dos frutas también parecen ser más adecuadas para la fabricación de aerogel de carbono en comparación con otros tipos de desechos orgánicos.
Sin embargo, los datos de laboratorio también indican que el aerogel de carbono hecho de durian tiene poros más grandes y, por lo tanto, una mayor área de superficie en comparación con la contraparte basada en jaca. A una densidad de corriente de 1A / g, la capacidad específica del primero es 591F / g, mientras que la capacidad específica de la segunda es 292F / g.
Vincent G. Gomes, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Sydney y coautor del estudio, dijo que el proceso que su equipo ha desarrollado para la fabricación de aerogel de carbono extraerá muchos valores de los desechos agrícolas y de cocina. El uso de materiales de base orgánica para supercondensadores no solo generará actividades económicas adicionales sino que también reducirá la contaminación ambiental. Gomes agregó que las soluciones sostenibles para satisfacer la creciente demanda de almacenamiento de energía son necesarias en el contexto de recursos limitados.
Noticia tomada de: Energy Trend / Traducción libre de: World Energy Trade
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