es.wedoany.com Noticia: El agua pura demuestra la capacidad de almacenar energía eléctrica en canales de arcilla a escala nanométrica, lo que ofrece ideas para el desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento energético. Un equipo de investigación de la Universidad Técnica de Hamburgo (Hamburg University of Technology) ha aprovechado este principio para fabricar un supercondensador denominado "Condensador Azul" (Blue Capacitor), que utiliza agua pura como electrolito para transportar carga eléctrica.
El agua pura suele considerarse un medio de almacenamiento energético deficiente, ya que las baterías y los supercondensadores generalmente requieren la adición de mezclas químicas compuestas por sales, ácidos o disolventes orgánicos volátiles para conducir electricidad. Vasily Artemov, doctor del clúster de excelencia "BlueMat—Materiales Impulsados por Agua" (BlueMat—Water-Driven Materials) de la Universidad Técnica de Hamburgo, señaló que el objetivo de la investigación es desarrollar tecnologías de almacenamiento energético basadas en materiales abundantes, más seguras y sostenibles, en lugar de depender de compuestos complejos. El equipo de investigación empleó un material compuesto por minerales de arcilla mezclados con grafeno (un material de carbono ultrafino de alta conductividad) para construir una estructura laberíntica densa compuesta por millones de canales paralelos. Cada canal tiene solo un nanómetro de ancho, y el agua pura confinada en estos canales microscópicos altera su comportamiento líquido básico. El dispositivo está fabricado enteramente con los tres materiales naturales más abundantes en la Tierra: agua, arcilla y carbono.
En las pruebas de rendimiento, este dispositivo de prueba de concepto mostró resultados prometedores. Tras más de 60.000 ciclos de carga y descarga, el rendimiento del Condensador Azul no mostró degradación. Además, su voltaje de funcionamiento puede alcanzar 1,6 voltios, un umbral de voltaje muy alto para sistemas basados en agua, que normalmente se descomponen en hidrógeno y oxígeno a voltajes más bajos. El primer autor del estudio señaló que este dispositivo puede almacenar y liberar energía de manera eficiente, funcionar a un voltaje relativamente alto en sistemas basados en agua y poseer una estabilidad cíclica excepcional.
Para observar este fenómeno, el equipo de investigación utilizó PETRA III del DESY (Sincrotrón de Electrones Alemán), uno de los centros de investigación con aceleradores de partículas más potentes del mundo. El profesor Patrick Huber, coautor del artículo, afirmó que solo con la potente fuente de rayos X de PETRA III fue posible observar las capas ultrafinas de películas de agua monomoleculares en la estructura de arcilla.
El "Condensador Azul" es un supercondensador que almacena energía mediante la separación de cargas, no mediante reacciones químicas, por lo que posee una capacidad de carga y descarga rápida y una larga vida útil. Los investigadores consideran que, aunque faltan varios años para su aplicación comercial, este condensador no tóxico e incombustible tiene aplicaciones potenciales en la gestión de energías renovables como la solar y la eólica, la estabilización de la red eléctrica y el suministro de energía a dispositivos que requieren carga y descarga rápidas. Además, este descubrimiento abre camino en los campos de los nanosensores basados en agua y la computación biomimética. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Nature Communications.
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