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Viernes, 20 diciembre 2013
Química

Biocarbón de madera para fabricar supercondensadores más baratos y limpios

Los últimos resultados de una prometedora línea de investigación y desarrollo indican que unos nuevos supercondensadores hechos esencialmente de biocarbón de madera pueden suministrar tanta energía como los supercondensadores de carbón activado de la actualidad, por solo una fracción del costo de estos, y generando como subproductos solo sustancias respetuosas con el medio ambiente.

Los supercondensadores son dispositivos muy similares a las baterías. Mientras que las baterías se basan en reacciones químicas para producir energía eléctrica de manera constante, los supercondensadores captan iones cargados en sus electrodos (en este caso, los de biocarbón), y liberan rápidamente esos iones durante la descarga. Esto les permite suministrar energía en forma de ráfagas cortas y potentes, por ejemplo para accionar el flash de una cámara fotográfica, o en respuesta a un pico en la demanda de una red eléctrica.

Los supercondensadores son ideales para aplicaciones que requieren mucha energía de forma inmediata y durante un instante pero además pueden incluso proporcionar un flujo de energía menos concentrado y de manera constante, como las baterías, durante cierto tiempo. Tienen aplicaciones prácticas en el transporte, en la electrónica y en el almacenamiento y distribución de energía solar y eólica.

Muchos de los supercondensadores actuales utilizan carbón activado.

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Cualquier tipo de madera se puede convertir en biocarbón calentándola en una cámara con un bajo nivel de oxígeno. Algunos tipos de madera son mejores que otros para los supercondensadores. Es cuestión, por tanto, de escoger las maderas más adecuadas. La imagen muestra tres variedades. (Foto: L. Brian Stauffer)

Normalmente se usan procedimientos costosos y complicados para desarrollar las microestructuras de estos carbones, lo que incluye aumentar la cantidad de poros y optimizar la red de estos. Ello aumenta el área de superficie del electrodo y la capacidad de los poros para captar y liberar rápidamente los iones.

En los supercondensadores de biocarbón de madera desarrollados por el equipo de Junhua Jiang, Lei Zhang y Xinying Wang, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, la estructura de poros naturales de la madera actúa como la superficie del electrodo, eliminando así la necesidad de técnicas avanzadas para fabricar una estructura de poros compleja. El biocarbón de madera es producido calentando la madera en un ambiente con poco oxígeno.

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