Unos científicos han inventado un sistema respetuoso con el medio ambiente y barato para almacenar energía de alta potencia en un supercondensador híbrido fabricado a partir del carbón obtenido de restos de biomasa de pino (Pinus radiata o Pinus insignis).

El avance es obra del Grupo de Estado Sólido y Materiales de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

El equipo de investigación y desarrollo, que incluye a Eider Goikolea, Idoia Ruiz de Larramendi y Jon Rodriguez-Romero, los tres de la UPV/EHU, ha fabricado un condensador de iones de litio con electrodos creados a partir de partículas de madera descartadas en los aserraderos, un tipo de biomasa muy accesible en el País Vasco. Para confeccionar los electrodos, se han utilizado procesos sostenibles y de bajo coste. Los resultados muestran que los materiales derivados de la biomasa presentan unas características excelentes para obtener sistemas de almacenamiento de energía de alta potencia ecológicos y económicos.

Los sistemas de almacenamiento de energía desempeñan un papel destacado en la obtención de soluciones energéticas sostenibles capaces de satisfacer las necesidades energéticas de la sociedad moderna. Tal como argumenta Eider Goikolea, investigadora del Grupo de Investigación de Estado Sólido y Materiales, en el campo de las energías renovables no podemos regular la intensidad del viento, del calor, de la luz, etcétera, y a menudo la demanda de energía no coincide con la producción. Por ello, es necesario desarrollar métodos sostenibles para almacenar esa energía obtenida de fuentes renovables.

Eider Goikolea e Idoia Ruiz de Larramendi, profesoras de la UPV/EHU, desarrollan materiales para la próxima generación de tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica. “Desarrollamos nuevos materiales que puedan ser utilizados para almacenar energía. En este caso, hemos elaborado unos carbones a partir de partículas de madera del pino insignis presente en nuestro entorno y que se utiliza en las carpinterías. Al fin y al cabo, ese serrín no se utiliza para nada, pero tiene un gran contenido en carbono», explica Idoia Ruiz de Larramendi.

Sistema híbrido

Para el almacenamiento de energía se utilizan normalmente baterías y supercondensadores. Los supercondensadores almacenan menos energía que las baterías, pero en determinados momentos son capaces de aportar mayor cantidad de ella. «Los supercondensadores no son válidos para aportar energía a un sistema durante mucho tiempo. Se utilizan cuando queremos gran cantidad de energía en un breve espacio de tiempo; no así las baterías», añade Goikolea.

El equipo de investigación ha desarrollado un dispositivo híbrido de iones de litio. «Tiene ventajas presentes en los dos sistemas mencionados: puede acumular mucha energía (como en las baterías), puede funcionar a potencias altas y es capaz de soportar muchos ciclos de carga y descarga (como en los supercondensadores)”, afirman Goikolea y Ruiz de Larramendi. Para ello, han combinado en un mismo dispositivo un electrodo de tipo batería y otro de tipo supercondensador.

Para obtener los electrodos, han utilizado diferentes tipos de carbón. «El término carbón es muy general, ya que hay muchos tipos diferentes. No todas las biomasas ofrecen carbones adecuados para estas aplicaciones, pero hemos comprobado que la del pino insignis tiene unos resultados muy satisfactorios”, añade Ruiz de Larramendi. Uno de los electrodos ha sido fabricado con carbón duro y el otro con carbón activado. Además, en la generación de los electrodos, han puesto un empeño especial en el uso de procesos baratos y sostenibles: «El proceso de fabricación de los electrodos ha sido eficiente energéticamente. Las temperaturas de síntesis no superaron los 700 grados centígrados «, explican. Y los aditivos utilizados fueron de bajo costo.

Este trabajo ha puesto de manifiesto que también se obtienen buenos resultados utilizando biomasa del entorno. Según las investigadoras, «la biomasa resulta ser una alternativa rentable y sostenible para la mejora de los condensadores de iones de litio convencionales. Los materiales derivados de la biomasa ofrecen grandes posibilidades para desarrollar sistemas ecológicos y económicos de almacenamiento de energías de alta potencia. Es importante avanzar en esta línea de investigación”, concluyen.

El estudio se titula “A forestry waste-derived lithium ion capacitor: Sustainable, high-power energy storage”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Power Sources.

Fuente: noticiasdelaciencia.com