El gran momento del grafeno puede haber llegado

Ultradelgado, increíblemente fuerte, superconductor, barato. Así es como se ha decrito al grafeno durante los últimos años, el nanomaterial que se suponía que iba a cambiar para siempre la faz de la ciencia de los materiales tal como la conocemos.

Sin embargo, salvo por algunas aplicaciones novedosas, la promesa del grafeno se ha mantenido como una mera especulación 16 años después de que dos profesores de la Universidad de Manchester descubrieron por primera vez una forma de extraerlo del grafito, tal y como publica Oilprice. Pero ahora, un grupo de expertos cree que el gran momento del grafeno podría haber llegado finalmente, y mantienen la idea de que una batería de este material, que se cargue más rápido, tenga más energía y con un coste menor que las baterías de litio convencionales puede ser realidad en poco tiempo.

La startup de grafeno Nanograf se ha asociado con una empresa de herramientas eléctricas y con otra que fabrica baterías para vehículos eléctricos para llevar su tecnología al mercado el próximo año.

Recreación en 3D de conexiones de grafeno

La noticia parece que ha sentado bien a la bolsa de Wall Street, y las acciones de grafeno han vuelto a ganar valor después de estar varios años con un precio muy bajo.

  • Applied Graphene Materials Plc. (OTCQB: APGMF) ha subido un 108,8% en lo que va del año
  • First Graphene Limited (OTCMKTS: FGPHF) ha ganado un 54,4%
  • Haydale Graphene Industries Plc. (OTCMKTS: HDGHF) ha subido un 225,0%
  • AIXTRON SE (OTCMKTS: AIXXF) 35,9%
  • Zen Graphene Solutions Ltd. (OTCMKTS: ZENYF) ha acumulado ganancias del 342,2%

‘Superbatería’ de grafeno

La estructura molecular del grafeno consiste en una delgada hoja de átomos de carbono de un solo átomo de espesor, lo que lo convierte en el material más delgado del mundo. Esto le da al material una relación de superficie a volumen extremadamente alta, una cualidad muy útil en baterías y supercondensadores.

Nanograf ha incorporado grafeno en baterías de litio para producir superbaterías que no solo se cargan más rápido, sino que también disipan el calor de manera más efectiva que las baterías convencionales.

Esto tiene varias implicaciones importantes. Estas baterías utilizadas en aparatos eléctricos significan que no se sobrecalientan tan rápido, lo que permite que los electrodomésticos duren más. También se cargan más rápido, una característica particularmente útil para las baterías utilizadas en vehículos eléctricos.

De hecho, NanoGraf afirma que sus baterías de grafeno han demostrado un aumento del 50% en el tiempo de ejecución en comparación con las baterías de iones de litio convencionales, una caída del 25% en la huella de carbono y, al mismo tiempo, han reducido a la mitad el peso total de la batería para obtener un rendimiento similar.

Todo se reduce a las cualidades superiores del grafeno en comparación con el litio. Aunque el litio gobierna el mundo de las baterías, en realidad es un conductor de electricidad bastante pobre y tiende a deformarse físicamente a medida que se descarga.

Estos inconvenientes pueden superarse mezclando o recubriendo el litio con grafeno o utilizando nanomateriales relacionados, como óxidos de grafeno, así como óxidos de grafeno reducidos. El grafeno no solo es un conductor mucho mejor que el litio, sino que también es mucho más fuerte, lo que ayuda a que la estructura del litio mantenga su integridad, lo que permite una mayor duración de la batería.

El mayor beneficio para la industria de los vehículos eléctricos: la robustez del grafeno permite que las baterías soporten mucho más los ciclos de vida que las baterías convencionales. Esto ayuda en su durabilidad al cargar la batería más rápido con corrientes eléctricas más altas. La abundancia de ciclos de descarga les permite durar más que las baterías convencionales.

Nanograf no es la única startup que sigue este camino. Real Graphene publicó en la revista digital Futurism el desarrollado una tecnología de grafeno que puede cargar una batería de coche eléctrico en menos de una hora. El CEO de la compañía, Samuel Gong, asegura que la compañía ha aplicado ya su tecnología de grafeno en autobuses, pero no ha nombrado a la compañía y tampoco ha ofrecido detalles sobre si las baterías están a la altura de las expectativas.

Acciones especulativas

En última instancia, la mayoría de las empresas de grafeno seguirán siendo inversiones especulativas hasta que puedan establecer fuentes de ingresos reales. Hasta la fecha, la mayoría de las empresas del sector tienen unos escasos ingresos y un alto gasto en investigación y desarrollo, lo que las convierte en inversiones arriesgadas.

Para ser justos, el sector enfrenta perspectivas mucho mejores ahora que hace una década gracias a que los costos de la batería se han reducido drásticamente, además del enorme impulso de inversiones bajo los parámetros de la sostenibilidad y el impacto social. Pero a diferencia de un sector como el hidrógeno, que goza de un gran respaldo a nivel internacional, gran parte de la investigación sobre el grafeno la llevan a cabo pequeñas empresas emergentes que podrían carecer de los medios para llevar rápidamente sus productos al mercado. Se rumorea que Tesla Inc. (NASDAQ: TSLA) está buscando una batería de grafeno, aunque se ha negado a comentar sobre el asunto.

Además, no hay que esperara a que una superbatería de grafeno alimente los vehículos eléctricos en el corto plazo. Como ha señalado el vicepresidente de desarrollo comercial de Nanograf, Chip Breitenkamp, ​​las baterías que se utilizan en los vehículos eléctricos requieren ciclos de prueba extremadamente largos de tres o cuatro años como mínimo.

La startup de baterías y grafeno Nanotech Energy parece estar a la vanguardia en este sentido. La compañía informó recientemente que ha cerrado una ronda de financiación de 27,5 millones de dólares, lo que le otorga una valoración posterior a la financiación de 227,5 millones de dólares. Esto eleva su financiación total a más de 30 millones desde su fundación en 2014.

Según el director ejecutivo de Nanotech Energy, Jack Kavanaugh, la empresa planea utilizar los fondos para desarrollar una batería de litio no inflamable y ecológica que pueda cargarse «18 veces más rápido que cualquier otra disponible actualmente en el mercado». La compañía espera lanzar el prototipo en algún momento del próximo año.

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