Transparencia, flexibilidad, resistencia, conductividad térmica y eléctrica, son algunas de las propiedades del grafeno. Sus características físicas hacen de este material un recurso idóneo para fabricar pantallas flexibles para dispositivos electrónicos, placas solares transparentes o nuevos sensores químicos y biológicos. Se trata del material de moda en muchos laboratorios del mundo y abre nuevas perspectivas para muchas empresas.
A pesar de ser el material más delgado y resistente del mundo, fue descubierto por casualidad por el físico de la Universidad de Manchester, Andre Geim, en 2004. Estudiando las capas de grafito -que normalmente se desechan- Geim descubrió monocapas cristalinas de grafito -del espesor de un átomo-, cuyas virtudes han supuesto una revolución en la física de los materiales. Seis años más tarde, recibía el Premio Nobel de Física por demostrar las implicaciones de su comportamiento en áreas que van desde la física cuántica hasta la electrónica de consumo.
Aplicaciones en energía solar
Aunque ya era conocida la capacidad del grafeno para absorber un amplio espectro de luz, ahora se ha comprobado su gran capacidad para transformarla en energía. El siguiente paso será descubrir cómo extraer esa energía en forma de corriente eléctrica. De esta manera se podrán diseñar componentes que generen energía solar de manera eficiente.
La última novedad sobre este material llega del Instituto de Ciencias Fotónicas (IFCO), en Barcelona. Allí, los científicos han demostrado que el grafeno se convierte en una importante alternativa a semiconductores convencionales como el silicio. España vive un momento de esplendor en investigación de nuevos materiales.
En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón. Pero, en el caso del grafeno, un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados y, por lo tanto, una señal eléctrica mayor. Esto hace del grafeno el ladrillo ideal para la construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir luz en electricidad, como, por ejemplo, células solares, que absorban la energía del sol con pérdidas mucho menores.
Los resultados de la investigación del IFCO se han presentado en la revista Nature Physics y en ella han colaborado expertos del Instituto de Tecnología de Massachussets (EEUU), del Instituto Max Planck (Alemania) y de la empresa Graphenea S.L.
Almacenamiento de energía en baterías
Los avances también se dan en el almacenamiento de energía. La batería de níquel-hierro, que inventó Edison, fue muy valorada en su momento por su fácil fabricación y por lo abundantes y económicos que eran sus componentes. Sin embargo, tardaba varias horas en cargarse y la descarga también era muy lenta. El grafeno y los nanotubos de carbono han permitido recuperarla consiguiendo una batería ultrarrápida que se recarga en dos minutos y se descarga en sólo 30 segundos.
No es el único ejemplo, sustituir el cátodo de azufre en las baterías convencionales de litio supone el mismo efecto. ¿Te imaginas recargar el móvil en dos minutos?
Hasta ahora, se creía que el grafeno tenía un gran potencial para convertir luz en electricidad, pero esta investigación ha demostrado que sus aplicaciones superan las expectativas. En los próximos años se va a producir un cambio revolucionario comparable al que supuso la creación de los plásticos en el siglo pasado.
Fuentes: Twenergy / Grafeno para convertir luz en energía / El material que revolucionará la fotovoltaica / Grafeno para almacenar electricidad / Wikimedia commons
