Esquema conceptual que ilustra las diferencias en la estructura en términos de densidad, transporte de iones y la capacitancia normalizada del área de la superficie de la superficie. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-63485-0
Los investigadores de la Universidad de Monash han dado un gran avance en la carrera global para construir dispositivos de almacenamiento de energía que son rápidos y potentes, lo que aprovechan el camino para aplicaciones de próxima generación en transporte electrificado, estabilización de la red y electrónica de consumo.
En un estudio publicado En las comunicaciones de la naturaleza, el equipo revela un nuevo tipo de material a base de carbono que permite a los supercondensadores almacenar tanta energía como las baterías tradicionales de plomo-ácido, al tiempo que ofrece energía mucho más rápido de lo que las baterías convencionales pueden manejar.
Los supercondensadores son una clase emergente de dispositivos de almacenamiento de energía que almacenan la carga electrostáticamente, en lugar de a través de reacciones químicas como baterías. Hasta ahora, una barrera importante ha sido que solo era accesible una pequeña fracción de la superficie del material de carbono, esencial para almacenar energía, para su uso.
El profesor Mainak Majumder, director del ARC Research Hub para la fabricación avanzada con materiales 2D (AM2D), con sede en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Monash, fue miembro del equipo de investigación.
“Nuestro equipo ha demostrado cómo desbloquear mucho más de esa superficie simplemente cambiando la forma en que el material es tratado con calor”, dijo el profesor Majumder.
“Este descubrimiento podría permitirnos construir supercondensadores de carga rápida que almacenen suficiente energía para reemplazar las baterías en muchas aplicaciones y entregarla mucho más rápido”.
El secreto radica en una nueva arquitectura material desarrollada por el equipo, llamada óxido de grafeno reducido multiescala (M-RGO), que se sintetiza a partir de grafito natural, un abundante recurso australiano.
Utilizando un proceso rápido de recocido térmico, los investigadores crearon una estructura de grafeno altamente curvada con vías precisas para que los iones se muevan de manera rápida y eficiente. El resultado es un material que ofrece alta densidad de energía y alta densidad de potencia, una combinación rara vez lograda en un solo dispositivo.
El Dr. Petar Jovanović, investigador en el Hub AM2D AM2D y coautor del estudio, dijo que cuando se ensambló en dispositivos de células de bolsa, los supercondensadores de Monash entregaron:
Densidades de energía volumétrica de hasta 99.5 WH/L (en electrolitos líquidos iónicos) densidades de potencia de hasta 69.2 kW/L capacidades de carga rápida con excelente estabilidad del ciclo.
“Estas métricas de rendimiento se encuentran entre las mejores reportadas para los supercondensadores basados en el carbono, y de manera crucial, el proceso es escalable y compatible con las materias primas australianas”, dijo el Dr. Jovanović.
El Dr. Phillip Aitchison, CTO de las industrias Ionic Spinout de la Universidad de Monash, y coautor del estudio, dijo que la tecnología ahora se está comercializando.
“Ionic Industries se estableció para comercializar innovaciones como estas y ahora estamos haciendo cantidades comerciales de estos materiales de grafeno”, dijo el Dr. Aitchison.
“Estamos trabajando con socios de almacenamiento de energía para llevar este avance a las aplicaciones dirigidas por el mercado, donde son esenciales tanto la alta energía como la entrega rápida de energía”.
Más información: Petar Jovanović et al, Expansión entre capas de operación de grafeno curvado multiescala para supercondensadores volumétricamente eficientes, Comunicaciones de la Naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s41467-025-63485-0
Proporcionado por la Universidad de Monash
Cita: los supercondensadores rivalizan baterías en el almacenamiento de energía y los superan en la entrega de energía (2025, 16 de septiembre) Recuperado el 16 de septiembre de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-supercapacitores-rival-batteries-nergy-storage.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
