TECNOLOGÍA. Nueva tecnología de grafeno impulsa supercondensadores que rivalizan con las baterías tradicionales

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Ingenieros han presentado un revolucionario material a base de carbono que permite a los supercondensadores almacenar tanta energía como las baterías tradicionales, pero suministrarla mucho más rápido. Shutterstock

Un nuevo supercondensador de grafeno almacena energía a nivel de batería y se recarga instantáneamente, redefiniendo el almacenamiento rápido de energía.

13 noviembre 2025.- El avance clave reside en un nuevo material a base de carbono: el grafeno curvado a multiescala (Multiscale Curved Graphene).

Tradicionalmente, la limitación de los supercondensadores para aplicaciones compactas ha sido su baja densidad de energía volumétrica (cuánta energía almacenan por volumen). Si bien el grafeno tiene una alta área superficial teórica para almacenar carga, una gran parte de esta superficie no era accesible para los iones del electrolito.

Los investigadores resolvieron esto mediante un proceso de recocido térmico rápido (rapid thermal annealing) que crea una estructura de grafeno excepcionalmente curvada.

• Estructura y Función: Esta nueva estructura curvada no solo aumenta la superficie accesible, sino que también crea vías precisas y eficientes para que los iones se muevan rápidamente, un fenómeno que los autores denominan "expansión interlaminar operando" (operando interlayer expansion).

• Doble Ventaja: El material resultante ofrece una combinación rara vez lograda: alta densidad de energía (similar a las baterías) y alta densidad de potencia (propia de los supercondensadores).

Rendimiento

Ensamblados en dispositivos de celda tipo pouch, los supercondensadores que utilizan este material han demostrado un rendimiento que rivaliza directamente con las baterías de plomo-ácido e incluso se acerca a las de iones de litio en términos de energía:

• Densidad de Energía Volumétrica: Alcanzan hasta 99.5 Wh/L (vatios-hora por litro).

• Densidad de Potencia: Pueden entregar potencia a velocidades de hasta 69.2 kW/L (kilovatios por litro), significativamente más rápido que los sistemas de baterías convencionales.

• Carga Rápida y Estabilidad: Exhiben un rendimiento de carga ultrarrápido junto con una excelente estabilidad en el ciclo de vida.

Implicaciones

Esta tecnología es un paso fundamental para cerrar la brecha entre los supercondensadores (que ofrecen una carga/descarga ultrarrápida y durabilidad) y las baterías (que ofrecen una alta capacidad de almacenamiento de energía). Esto podría permitir que los supercondensadores sustituyan a las baterías en una amplia gama de aplicaciones donde se requiere tanto alta energía como alta potencia:

• Transporte Electrificado (vehículos eléctricos y sistemas de frenado regenerativo).

• Estabilización de la Red (almacenamiento de energía en la red eléctrica).

• Electrónica de Consumo (dispositivos portátiles).

Fuente:  “Operando interlayer expansion of multiscale curved graphene for volumetrically-efficient supercapacitors” by Petar Jovanović, Meysam Sharifzadeh Mirshekarloo, Phillip Aitchison, Mahdokht Shaibani and Mainak Majumder, 15 September 2025, Nature Communications.

DOI: 10.1038/s41467-025-63485-0