“El uso de baterías de grafeno para obtener un mejor rendimiento en los automóviles en España a partir del año del 2010 hasta la actualidad”

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Cuando ésta es cargada y se le conecta un aparato a alimentar, el circuito eléctrico del conjunto es cerrado. Esto activa una reacción química que provoca la circulación de partículas ionizadas de un electrodo a otro, arrastrando la producción de electrones a los bornes de la batería, es decir la producción de corriente. En cambio, si se conecta un cargador a los bornes de la batería, se produce un proceso químico inverso. Las partículas circulan entonces en la otra dirección, y la batería se recarga.

Así, gracias a la naturaleza reversible de la reacción química, la batería puede alternativamente cargarse o descargarse, lo que la diferencia de una pila simple, carga y descarga completas forman un ciclo.

Sobre la etiqueta de una batería figuran en general dos valores: la capacidad, expresada en miliamperios-horas (mAh), y la tensión, indicada en voltios (V). Para la tensión, una batería de teléfono móvil fija un valor de 3,6 a 3,7 voltios. Es la tensión media de una celda en una batería Li-Ion. Es insuficiente para alimentar un PC portable, ponemos entonces varias celdas para obtener una batería de tensión más elevada.

Otra característica importante es la densidad de energía másica expresada en watt-hora por kilogramo (W)(h)/Kg, revela la capacidad de la batería para transportar un máximo de energía por un peso mínimo. Del mismo modo, hablamos de densidad de energía volumétrica si consideramos el volumen mínimo en lugar del peso.

Las baterías de Litio Ión clásicas necesitan Cobalto, que cuesta caro, es poco abundante y es tóxico. En las baterías de Litio Ión de nueva generación, este cobalto es reemplazado por el fosfato de hierro, que es barato, no plantean problemas de recursos y son ecológicos. Hoy, existen 2 grandes familias de baterías: las de “plomo” y las de “litio”.

Los controladores o comandos electrónicos permiten regular la energía de la batería transmitida al motor en función de los parámetros exteriores proporcionados por uno o varios captadores.

1.5- “Depende de la cantidad de carga que almacenen, independientemente de su uso. Tienen una vida útil de unos 3 años o más si se almacenan con un 40% de su carga máxima (en realidad, cualquier batería, independientemente de su tecnología, se deteriora si se almacena sin carga. Basta con recordar el proceso de sulfatación que ocurría en las antiguas baterías de zinc-carbón cuando se almacenaban al descargarse completamente)” (Fernández, 2015).

Baterías de grafeno

1.2.1- El grafeno se integra por átomos de carbono, ordenados de tal manera que forman una malla hexagonal y con un solo átomo de espesor.

“Su chiste está en que es el material más delgado del mundo, muy flexible y casi irrompible, ya que es de la misma familia de materiales que el diamante; conduce la electricidad mejor que el arseniuro de galio y el calor, mejor que la plata” (Naumis, 2014, p.33)

Según Carabaña (2015) el grafito es el pilar de la química orgánica. Cuando se organiza en capas bidimensionales unidas en forma muy débil entre sí, se obtiene el grafito, material que está en el corazón de los lápices. Fue justo con grafito como los investigadores Geim y Novoselov comenzaron a investigar en la Universidad de Manchester, Reino Unido. Un día Greim propuso buscar en el grafito, tratando de hallar un metal lo más fino posible. Novoselov, entonces estudiante de posgrado, tuvo la idea de usar, en un laboratorio de alta tecnología, un método rudimentario: con una cinta adhesiva, fueron quitando capas de grafito, pegando y tirando, como si depilaran la muestra. En la cinta quedaban láminas de material, que depositaban sobre óxido de silicio y estudiaban en el microoscopio.

1.2.2- Los elementos de las baterías de grafeno tienen la misma estructura que las de ion-litio con la única y gran diferencia de que en vez de usarse ion-litio, se usa grafeno como aditivo energético por su gran capacidad de conductividad en el ámbito de la electricidad.

1.2.3.- Yaiza (2014) menciona que se debe mezclar con batidora (la cual debe tener una potencia de unos 400 vatios) de 20 a 50 gramos de grafito en polvo -el material del que están hechas las puntas de los lápices-; se usa también, medio litro de agua; y entre 10 y 25 mililitros de detergente. Aunque hay un aspecto clave de esta receta que aún no ha sido revelado (el del delicado equilibrio que debe mantenerse entre el surfactante‎ o emulsionante y el grafito), los investigadores afirman que de esta mezcla surgen minúsculas láminas de grafeno, de alrededor de un nanómetro (la milmillonésima parte de un metro) de espesor, y de unos 100 nanómetros de longitud. Las láminas, que quedan suspendidas en el líquido resultante, se originan gracias a que la fuerza generada por las cuchillas giratorias separa el grafito en capas de grafeno, sin dañar su estructura bidimensional.

De este modo, y con unas cuatro o cinco capas de espesor como media, dichas láminas mantendrían su alta conductividad. Siendo este uno de los métodos con los que se pueden obtener grafeno, sin embargo, a partir de coque, un derivado del carbón y del petróleo también se puede llegar a obtener. Con esta otra técnica se evitaría el uso del grafito como material original, lo que exigiría menos temperatura para el proceso de fabricación. Este hecho abarataría los costes. El proceso consiste en oxidar el coque, obteniendo óxido de grafito, a partir del cual se obtiene el grafeno.

Después las láminas obtenidas de unen creando la batería

1.2.4- Tiene una densidad de 1.000 Wh/kg y un voltaje de 2,3 v. Además, se carga muchísimo más rápido: su velocidad de carga es de 100 C, mientras que en el caso de las de iones de litio es de sólo 3 C. Almacenan mayor energía en un espacio más reducido que las baterías convencionales, proporciona unos tiempos de carga menores, es más ligero y no tiene el inconveniente del llamado efecto memoria que aqueja a las de litio.

Con 93 kWh de capacidad que ocupan el mismo espacio de una de 70 kWh de las actuales, beneficiándose de una reducción del peso muy importante desde los 279 a los 89 kg.

Mayor capacidad y menor peso del conjunto permiten que el vehículo de media posea una autonomía casi un 50% superior a la actual, casi 600 km. Falta por saber por parte del constructor cuanto tiempo necesita para la recarga completa y a cuanta corriente, ya que inicialmente se hablaba de 8 minutos para casi 1.000 km.

Cuando ésta es cargada y se le conecta un aparato a alimentar, el circuito eléctrico del conjunto