Un carbón sintético mejora el almacenamiento de las energías renovables

FICYT

La empresa asturiana Xerolutions ha desarrollado un carbón sintético que mejora las prestaciones de los supercondensadores. Estos dispositivos se usan, entre otras aplicaciones, para el almacenamiento de energías renovables y la regeneración de energía en vehículos, como es el caso de los sistemas de recuperación de energía cinética popularizados por las carreras de Fórmula 1.

Los dispositivos de almacenamiento de energía constituyen un elemento esencial en el desarrollo de las energías renovables. En concreto, los dispositivos de almacenamiento electroquímico de energía suponen una vía prometedora de desarrollo en el sector. Conocidos como supercondensadores, estos dispositivos pueden recargarse en segundos, liberan la energía rápidamente y pueden funcionar de forma óptima en un rango mayor de temperatura que las baterías.

Xerolutions, con sede en Gojón, desarrolló un nuevo tipo de carbón sintético para emplearlo como material activo en supercondensadores. El material supera significativamente las prestaciones que ofrecen las versiones comerciales de estos dispositivos, hasta el punto de duplicar la densidad de potencia y energía conseguidas hasta el momento.

Todo comenzó en el Instituto Nacional del Carbón (INCAR-CSIC), ubicado en Oviedo, a partir de un método de síntesis de materiales que permite a los investigadores controlar su porosidad utilizando la tecnología de microondas. Dentro del INCAR, el Grupo de Microondas y Carbones para Aplicaciones Tecnológicas (MCAT) es el origen de esta spin-off, creada con el fin de llevar al mercado sus materiales nanoestructurados, inicialmente en el campo del almacenamiento de energía.

Tras presentar a la Comisión Europea un proyecto orientado por la Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología ( FICYT), la empresa y su método de producción de carbón sintético han despuntado entre las 2.363 propuestas de toda Europa.

“Para nosotros este proyecto marca un antes y un después y nos distingue con el sello de calidad que supone la confianza de la UE en nuestras capacidades y nuestro enfoque”, afirma Ana Arenillas, investigadora del INCAR-CSIC y fundadora de Xerolutions junto con J. Ángel Menéndez.

Menor coste, más aplicaciones

El método convencional para obtener el carbón activado que se emplea en los supercondensadores comerciales actuales consiste en activar materiales naturales como cáscara de coco u otros residuos de biomasa. “Debido a que la materia prima es de origen natural, este tipo de carbones presentan impurezas y no es posible ejercer ningún control sobre el tamaño de poro; mientras que el material que hemos desarrollado, al tratarse de un carbón sintético creado específicamente para esta aplicación, tiene todas sus propiedades hechas a medida, tanto su porosidad como su composición química”, comenta  Menéndez.

De hecho, el factor diferenciador del nuevo material es el grado de control sobre la nanoporosidad que hace posible la tecnología diseñada en el INCAR-CSIC, y que en el caso de estos nuevos materiales de carbono para supercondensadores permite a Xerolutions “mejorar las densidades de energía y de potencia de estos dispositivos, lo que se traduce en que podemos ofrecer unos materiales mucho más competitivos que los que existen en el mercado actualmente” señala Ana Arenillas.

Material a medida

Tal y como explican desde la firma, los tecnólogos pueden definir las propiedades del material adecuando la medida de los poros a la del electrolito utilizado, además de actuar sobre la superficie específica, (la superficie capaz de almacenar la carga eléctrica). Además, también pueden adecuar la química superficial del material para potenciar sus propiedades, obteniéndose finalmente “un material a medida de la aplicación y por lo tanto altamente eficiente”, afirman desde Xerolutions.

“No hay que perder de vista que las propiedades de un material nanoporoso de este tipo pueden ser muy diferentes a las de los materiales disponibles hasta ahora. Al poder controlar esta variedad de parámetros se abren para estos materiales campos de aplicación nuevos y muy variados , que van desde su uso en dispositivos electroquímicos para almacenamiento energético a soportes para enzimas que actuarían como biocatalizadores, pasando por materiales con unas muy buenas prestaciones como superaislantes térmicos”, concluye Menéndez.