{"id":67298,"date":"2025-01-21T17:05:48","date_gmt":"2025-01-21T22:05:48","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=67298"},"modified":"2025-01-21T17:05:49","modified_gmt":"2025-01-21T22:05:49","slug":"los-supercondensadores-plasticos-podrian-resolver-problemas-de-almacenamiento-de-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/01\/21\/los-supercondensadores-plasticos-podrian-resolver-problemas-de-almacenamiento-de-energia\/","title":{"rendered":"Los supercondensadores pl\u00e1sticos podr\u00edan resolver problemas de almacenamiento de energ\u00eda"},"content":{"rendered":"\n<p>Los pl\u00e1sticos han dado forma a nuestro mundo moderno y han cambiado nuestra forma de vida. Durante d\u00e9cadas, se han utilizado principalmente en electr\u00f3nica por sus excelentes propiedades aislantes. Pero en la d\u00e9cada de 1970, los cient\u00edficos descubrieron accidentalmente que algunos pl\u00e1sticos tambi\u00e9n pueden conducir electricidad. Este hallazgo revolucion\u00f3 el campo y abri\u00f3 la puerta a aplicaciones en electr\u00f3nica y almacenamiento de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n<p>Uno de los pl\u00e1sticos electroconductores m\u00e1s utilizados en la actualidad se llama PEDOT, abreviatura de poli(3,4-etilendioxitiofeno). PEDOT es una pel\u00edcula flexible y transparente que se aplica a menudo a las superficies de pel\u00edculas fotogr\u00e1ficas y componentes electr\u00f3nicos para protegerlos de la electricidad est\u00e1tica. Tambi\u00e9n se encuentra en pantallas t\u00e1ctiles, c\u00e9lulas solares org\u00e1nicas y dispositivos electrocr\u00f3micos, como ventanas inteligentes que cambian de claro a oscuro con solo presionar un bot\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>Sin embargo, el potencial de PEDOT para el almacenamiento de energ\u00eda ha sido limitado porque los materiales PEDOT disponibles comercialmente carecen de la conductividad el\u00e9ctrica y el \u00e1rea de superficie necesarios para retener grandes cantidades de energ\u00eda. Los qu\u00edmicos de la UCLA est\u00e1n abordando estos desaf\u00edos con un m\u00e9todo innovador para controlar la morfolog\u00eda del PEDOT y hacer crecer nanofibras con precisi\u00f3n. Estas nanofibras exhiben una conductividad excepcional y una superficie expandida, ambas caracter\u00edsticas cruciales para mejorar las capacidades de almacenamiento de energ\u00eda del PEDOT.<\/p>\n\n\n\n<p>Este enfoque, descrito en un art\u00edculo publicado en <a href=\"https:\/\/advanced.onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1002\/adfm.202405569\">Advanced Functional Materials<\/a>, demuestra el potencial de las nanofibras de PEDOT para aplicaciones de supercondensadores. A diferencia de las bater\u00edas, que almacenan energ\u00eda a trav\u00e9s de reacciones qu\u00edmicas lentas, los supercondensadores almacenan y liberan energ\u00eda acumulando carga el\u00e9ctrica en su superficie. Esto les permite cargarse y descargarse extremadamente r\u00e1pido, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren r\u00e1fagas r\u00e1pidas de energ\u00eda, como los sistemas de frenado regenerativo en veh\u00edculos h\u00edbridos y el\u00e9ctricos y los flashes de las c\u00e1maras. Por lo tanto, los mejores supercondensadores son una v\u00eda para reducir la dependencia de los combustibles f\u00f3siles.<\/p>\n\n\n\n<p>Los qu\u00edmicos de la UCLA produjeron el nuevo material a trav\u00e9s de un proceso \u00fanico de crecimiento en fase de vapor para crear nanofibras de PEDOT verticales. Estas nanofibras, que se asemejan a una hierba densa que crece hacia arriba, aumentan dr\u00e1sticamente la superficie del material, lo que le permite almacenar m\u00e1s energ\u00eda. Al agregar una gota de l\u00edquido que contiene nanol\u00e1minas de \u00f3xido de grafeno y cloruro f\u00e9rrico sobre una l\u00e1mina de grafito, los investigadores expusieron esta muestra a un vapor de las mol\u00e9culas precursoras que finalmente formaron el pol\u00edmero PEDOT. En lugar de convertirse en una pel\u00edcula muy delgada y plana, el pol\u00edmero se convirti\u00f3 en una estructura gruesa similar a una piel, lo que aument\u00f3 significativamente la superficie en comparaci\u00f3n con los materiales PEDOT convencionales.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/image-68.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-67306\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Un ejemplo de c\u00f3mo los vapores de mon\u00f3mero EDOT reaccionan con una gota de \u00f3xido de grafeno y cloruro f\u00e9rrico para formar nanofibras PEDOT. Cr\u00e9dito: Maher El-Kady y Musibau Jimoh.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>&#8220;El crecimiento vertical \u00fanico del material nos permite crear electrodos PEDOT que almacenan mucha m\u00e1s energ\u00eda que los PEDOT tradicionales&#8221;, dijo el autor correspondiente y cient\u00edfico de materiales de la UCLA Maher El-Kady. &#8220;La carga el\u00e9ctrica se almacena en la superficie del material, y las pel\u00edculas PEDOT tradicionales no tienen suficiente \u00e1rea de superficie para retener mucha carga. Aumentamos el \u00e1rea de superficie de PEDOT y, por lo tanto, aumentamos su capacidad lo suficiente como para construir un supercondensador&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Los autores utilizaron estas estructuras PEDOT para fabricar supercondensadores con una excelente capacidad de almacenamiento de carga y una estabilidad de ciclo extraordinaria, alcanzando casi 100.000 ciclos. El avance podr\u00eda allanar el camino para sistemas de almacenamiento de energ\u00eda m\u00e1s eficientes, abordando directamente los desaf\u00edos globales en energ\u00eda renovable y sostenibilidad.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Un pol\u00edmero es esencialmente una larga cadena de mol\u00e9culas construidas a partir de bloques m\u00e1s cortos llamados mon\u00f3meros&#8221;, dijo El-Kady. &#8220;Piense en ello como un collar hecho de cuentas individuales unidas entre s\u00ed. Calentamos la forma l\u00edquida de los mon\u00f3meros dentro de una c\u00e1mara. A medida que los vapores ascienden, reaccionan qu\u00edmicamente cuando entran en contacto con la superficie de las nanofibras de grafeno. Esta reacci\u00f3n hace que los mon\u00f3meros se unan y formen nanofibras verticales. Estas nanofibras tienen una superficie mucho mayor, lo que significa que pueden almacenar mucha m\u00e1s energ\u00eda&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>El nuevo material PEDOT ha mostrado resultados impresionantes, superando las expectativas en varias \u00e1reas cr\u00edticas. Su conductividad es 100 veces mayor que la de los productos PEDOT comerciales, lo que lo hace mucho m\u00e1s eficiente para el almacenamiento de carga. Lo que es a\u00fan m\u00e1s notable es que la superficie electroqu\u00edmicamente activa de estas nanofibras PEDOT es cuatro veces mayor que la del PEDOT tradicional. Esta mayor superficie es crucial porque permite almacenar mucha m\u00e1s energ\u00eda en el mismo volumen de material, lo que aumenta significativamente el rendimiento de los supercondensadores.<\/p>\n\n\n\n<p>Gracias al nuevo proceso, que hace crecer una gruesa capa de nanofibras sobre la l\u00e1mina de grafeno, este material tiene ahora una de las mayores capacidades de almacenamiento de carga para PEDOT de las que se ha informado hasta la fecha: m\u00e1s de 4.600 milifaradios por cent\u00edmetro cuadrado, lo que supone casi un orden de magnitud superior al PEDOT convencional.<\/p>\n\n\n\n<p>Adem\u00e1s, el material es incre\u00edblemente duradero, ya que resiste m\u00e1s de 70.000 ciclos de carga, mucho m\u00e1s que los materiales tradicionales. Estos avances abren la puerta a supercondensadores que no solo son m\u00e1s r\u00e1pidos y eficientes, sino tambi\u00e9n m\u00e1s duraderos, cualidades esenciales para la industria de las energ\u00edas renovables.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;El rendimiento y la durabilidad excepcionales de nuestros electrodos muestran un gran potencial para el uso de PEDOT de grafeno en supercondensadores que pueden ayudar a nuestra sociedad a satisfacer nuestras necesidades energ\u00e9ticas&#8221;, afirm\u00f3 el autor correspondiente Richard Kaner, profesor distinguido de qu\u00edmica y de ciencia e ingenier\u00eda de materiales de la UCLA, cuyo equipo de investigaci\u00f3n ha estado a la vanguardia de la realizaci\u00f3n de investigaciones sobre pol\u00edmeros durante m\u00e1s de 37 a\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n<p>Como estudiante de doctorado, Kaner contribuy\u00f3 al descubrimiento del pl\u00e1stico conductor de electricidad por parte de sus asesores Alan MacDiarmid y Alan Heeger, quienes m\u00e1s tarde recibieron un premio Nobel por su trabajo. Otros autores del estudio son Musibau Francis Jimoh, Gray Carson y Mackenzie Anderson, todos ellos tambi\u00e9n de la UCLA.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/techxplore.com\/news\/2025-01-plastic-supercapacitors-energy-storage-problems.html\">Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los pl\u00e1sticos han dado forma a nuestro mundo moderno y han cambiado nuestra forma de vida. Durante d\u00e9cadas, se han utilizado principalmente en electr\u00f3nica por sus excelentes propiedades aislantes. Pero en la d\u00e9cada de 1970, los cient\u00edficos descubrieron accidentalmente que algunos pl\u00e1sticos tambi\u00e9n pueden conducir electricidad. 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