Científicos de Corea del Sur han desarrollado una nueva forma de almacenar energía que también ofrece solución a un problema ambiental cada vez mayor.
Los informes sobre sus hallazgos han sido publicados en la revista IOP Publishing Nanotecnología,recogiendo el éxito del equipo de investigación para convertir colillas de cigarrillos usados en un material de alto rendimiento que puede ser integrado en ordenadores, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos e instalaciones renovables para almacenar energía.
Según el estudio, este material supera al carbono, grafeno y nanotubos de carbono comercialmente disponibles. Resulta posible su utilización para recubrir los electrodos en supercondensadores electroquímicos: componentes que pueden almacenar cantidades muy grandes de energía eléctrica.
"Nuestro estudio ha demostrado que los filtros de cigarrillos se pueden transformar en un material a base de carbono de alto rendimiento mediante un sencillo proceso de un solo paso, que ofrece al mismo tiempo una solución verde para satisfacer las demandas de energía de la sociedad", indicó el co-autor profesor Jongheop Yi de la Universidad Nacional de Seúl.
"Numerosos países están desarrollando regulaciones estrictas para evitar los billones de filtros de cigarrillos usados tóxicos y no biodegradables que no son eliminados del medio ambiente cada año. Nuestro método es sólo una manera de conseguirlo ", añade el profesor Yi.
El carbono es el material más común que se encuentra en los supercondensadores debido a su bajo costo, alta conductividad eléctrica y estabilidad a largo plazo.
Científicos de todo el mundo están trabajando para mejorar las características de los supercondensadores - tales como su estabilidad, densidad de energía, densidad de potencia y ciclo - tratando de reducir los costos de producción.
En su estudio, el profesor Yi y sus colegas demostraron que las fibras de acetato de celulosa presentes en la mayoría de los filtros de cigarrillo podrían transformarse en un material a base de carbono usando una técnica de grabación simple, de un solo paso llamado pirólisis. El material resultante contendrá una serie de pequeños poros, lo que aumenta su rendimiento como material supercapacitivo.
"Un material supercondensador de alto rendimiento debe tener una gran superficie, que se puede conseguir mediante la incorporación de un gran número de pequeños poros en el material," dice el profesor Yi. "Una combinación de diferentes tamaños de poro asegura que el material tenga altas densidades de potencia, que es una propiedad esencial en un supercondensador."
Una vez fabricado, el material a base de carbono se une a un electrodo y es probado en un sistema de tres electrodos para observar el comportamiento del material en la absorción de iones de electrolitos (carga) y luego liberarlos (descarga). El material consigue almacenar más energía eléctrica que el grafeno y los nanotubos de carbono disponibles en el mercado.
"Nuestro material a base de carbono tiene potencial para ser utilizado como material de electrodo en baterías de iones de litio, también como catalizador de apoyo en pilas de combustible y adsorbentes de contaminantes", indica el profesor Yi.
"Esperamos que nuestros inventos ayuden a reducir la carga ambiental que suponen las colillas de cigarrillos al tiempo que reducen el coste de fabricación de materiales de carbono de alta calidad."
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Profesor Jongheop Yi
Universidad Nacional de Seúl
