El grafeno, también llamado «el material mágico» o «maravilloso», ha despertado mucho interés desde que se descubrió en 2004. Igual que el diamante es un sólido perfecto formado por átomos de carbono, el grafeno es una lámina perfecta. Sus inventores recibieron el Premio Nobel de Física en 2010 y sus casi increíbles propiedades lo hacen muy interesante para múltiples aplicaciones. Pero también seguimos esperando su llegada a aplicaciones prácticas… veamos algunos proyectos que podrían dar el paso pronto del laboratorio o la pizarra a nuestra vida.
Baterías
Es sin duda uno de los campos con más atractivo y potencial para el grafeno… o para cualquier material. Hoy en día el almacenaje de energía eléctrica es el gran reto de la tecnología: desde los relojes inteligentes, pasando por móviles, ordenadores portátiles, hasta las motos y coches eléctricos, todo lo que se mueve con electricidad depende de sus baterías.
¿Existen ya baterías con grafeno? Pues pese a que algunos nombres comerciales (y alguna publicidad) parecen indicar que «sí», la realidad es… que todavía no. Existen por ejemplo algunas baterías de Litio que usan láminas y otros derivados de grafeno para su estructura interior, y están mejorando con ello la eficacia y seguridad. Eso irá a más pero forma parte de la evolución de las baterías de Litio.
Las baterías de grafeno son otra cosa y por ahora, si bien se muestran muy prometedores en los laboratorios, no han salido de ese entorno. Pero es cuestión de tiempo y serán otra revolución… podremos usar el móvil (y el coche) sin tener que cargarlo cada día, sino una o dos veces a la semana.
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Supercondensadores con grafeno ya a la venta
Super-condensadores
Una batería no es la única forma de almacenar energía eléctrica: ésa es la función de los condensadores que pueblan las placas electrónicas y retienen cargas eléctricas de menor o mayor cuantía. Existe sin embargo un tipo de condensador, los «súper», que almacenan una cantidad tan grande de carga que se consideran prácticamente acumuladores. Se empezaron usando en aparatos electrónicos para retener configuraciones (la hora por ejemplo o los canales de un televisor) sin usar pilas o baterías (que caducan) pero han ido creciendo hasta ser capaces de propulsar vehículos.
Al principio se usaron combinados con baterías: la batería ofrece una descarga más limitada pero más duradera, y el supercondensador permite una aceleración puntual mayor aunque dure menos. y, al contrario, si al frenar se regenera electricidad, la batería no puede guardarla tan rápido y el supercondensador sí puede. El grafeno sí ha llegado a los supercondensadores y los ha revolucionado: ya hay tranvías que los usan en China en trayectos de pruebas, y con 30 segundos de carga lo puede mover hasta 6 kilómetros. Son más seguros que las baterías de Litio y para muchos usos serán más prácticos. Imagina con un taladro: cuando lo necesitas, lo enchufas un minuto a la corriente para cargarlo y ya puedes hacer muchos agujeros.
Lámina de grafeno
Gasolina sintética
Poder fabricar gasolina sin depender del petróleo no es una fantasía: ya lo hicieron los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial. Precisamente los procesos químicos que ellos usaron están volviendo a ser de actualidad, porque una forma de fabricar hidrocarburos (gasolina) consiste en tomar CO2 del aire como «ingrediente». Así, cuando un vehículo queme esa gasolina y devuelva CO2, el cómputo de gas de efecto invernadero arrojado a la atmósfera puede ser cercano a «cero» (o sea, sería gasolina sin efecto invernadero gracias a eliminar CO2 en su origen).
Pues el grafeno podría ser clave en este proceso químico: en el necesario paso de CO2 a CO para sintetizar hidrocarburos. Ya se ha conesguido a nivel de laboratorio y a temperatura ambiente (antes el proceso requería mucha energía). Por ahora es un proceso que funciona a nivel molecular: dejando nanopartículas de Aluminio sobre una capa de grafeno, estas provocan la combinación de átomos de carbono del grafeno con las moléculas de CO2, capturando oxígeno y pasando a CO, que después se combina con hidrógeno para formar combustible. La luz actuará como iniciador de la reacción y si pueden replicar la reacción a gran escala, sería una fuente de combustible (y eliminación de CO2) excelente.
Neumáticos de bicicleta con grafeno
Neumáticos y suelas de zapatillas
Ya hace tiempo que algunas marcas han empezado a aprovechar la tenacidad del grafeno para mejorar materiales que se fabrican con derivados de la goma. Desde neumáticos de bicicleta (y cualquier día pasarán a los de coches, motos o camiones) hasta suelas de zapatillas, se benefician de las propiedades de estas mezclas. No son neumáticos ni suelas de grafeno puro, lógicamente (no sirve tal cual y costarían una fortuna), pero gracias a este «material mágico» son más ligeras y hasta un 50 por ciento más resistentes.
Zapatillas con suela que contiene grafeno
Prendas con grafeno
No solo llevaremos en el futuro (o ya en la actualidad) grafeno en los pies, también en todo tipo de prendas el grafeno es muy útil y se ha empezado a aplicar. Por un lado, usado en capas de aislamiento de chaquetas o pantalones, permite crear una capa de abrigo más eficaz pero ligera que los materiales aislantes habituales. Ya hay marcas que venden prendas con grafeno en este uso.
Un paso más allá está su aprovechamiento en prendas inteligentes. El grafeno es conductor eléctrico y ya hay desarrollos de pantallas ultrafinas usándolo. Eso y el uso de fibras mezcladas con las textiles habituales, abren la puerta a una nueva generación de prendas «inteligentes». No será como ahora una pantalla pegada a una chaqueta o guante, sino que estará la electrónica integrada en el tejido… El próximo móvil podría no tener pantalla y que ésta estuviera en nuestra ropa.
