Arcilla, la clave para lograr supercondensadores resistentes al calor

La arcilla, un material natural, barato y abundante, es el ingrediente clave para un supercondensador que puede operar a temperaturas muy altas y que ha sido desarrollado por el equipo de Pulickel Ajayan, de la Universidad Rice en Houston, Texas, Estados Unidos.
Ajayan y sus colegas han determinado que el supercondensador mantiene su eficiencia a temperaturas de hasta 200 grados centígrados (392 grados Fahrenheit) y posiblemente más allá.
El supercondensador podría ser utilizado para energizar dispositivos que se emplean en trabajos en los que son comunes las condiciones ambientales extremas, como por ejemplo las que debe soportar la maquinaria que hace perforaciones petroleras, las que afrontan los vehículos espaciales, e incluso las reinantes en un campo de batalla.
El propósito al diseñar este nuevo supercondensador es apartarse de los diseños clásicos que han estado limitados a operaciones que no impliquen altas temperaturas en los dispositivos electroquímicos.
Un supercondensador combina cualidades típicas de los condensadores con otras que son propias de las pilas eléctricas recargables.

Una pasta hecha con la arcilla y un electrolito especial permitió al equipo de Ajayan preparar láminas de material que pueden servir de electrolito así como de separador en el nuevo tipo de supercondensador de altas temperaturas. (Imagen: Grupo de Ajayan / Universidad Rice)
Los condensadores almacenan energía en forma de carga eléctrica, a diferencia de las pilas o baterías que la almacenan en forma química. Los supercondensadores son parecidos a los condensadores, pero poseen una capacidad muy superior de almacenar carga eléctrica en un espacio reducido. Los supercondensadores son ideales para aplicaciones en las que se necesite almacenar energía eléctrica en grandes cantidades, lo más cercano posible a las de una batería, pero también poder liberarla de manera rápida si así se requiere, como en un condensador.
La arcilla tiene una alta estabilidad térmica, una amplia área de superficie activa y una alta permeabilidad.
Aparte de una ligera caída en la capacidad observada en los ciclos de carga/descarga inicial, los supercondensadores se mantuvieron estables durante 10.000 ciclos de prueba en los experimentos. Tanto la densidad de potencia como la de energía mejoraron en dos órdenes de magnitud cuando la temperatura de operación se incrementó desde la temperatura ambiente hasta los 200 grados centígrados.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Arava Leela Mohana Reddy (ahora en la Universidad Estatal de Wayne en Detroit, Estados Unidos), Marco-Tulio Rodrigues, Hemtej Gullapalli y Kaushik Balakrishnan, de la Universidad Rice, así como Glaura Silva y Rachel Borges de la Universidad Federal de Minas Gerais en Brasil.
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