Con información de Agência Fapesp/CINESi bien las baterías son los dispositivos de almacenamiento de energía más populares, los supercondensadores las superan en términos de potencia (qué tan rápido pueden cargar y entregar energía) y vida útil (cuántos ciclos de carga y descarga pueden entregar).Sin embargo, tienen una densidad de energía limitada, que es la cantidad de energía que un dispositivo puede almacenar en un volumen o peso determinado: se cargan más rápido, pero deberá cargarlos con más frecuencia que un paquete de baterías.En general, las baterías y los supercondensadores pueden complementarse entre sí en muchas aplicaciones.Pero los supercondensadores parecen preferir el vuelo en solitario, por lo que están progresando rápidamente.Dos avances recientes, obtenidos por investigadores del Centro de Innovación en Nuevas Energías (CINE), vinculado a varias universidades de São Paulo, demostraron tecnologías emergentes que pueden habilitar supercapacitores con mayor densidad de energía y menor impacto ambiental, reduciendo su distancia de las baterías.Ambos avances implican el uso de electrolitos no convencionales: líquidos iónicos y soluciones salinas.La teoría unifica baterías y condensadores y podría revolucionar el almacenamiento de energíaElectrodos porosos y electrolito dualEl electrolito es el componente del supercapacitor, generalmente líquido, que está confinado entre los electrodos.Cuando se aplica tensión eléctrica (es decir, cuando se enchufa el supercapacitor para cargar), los electrodos se polarizan adquiriendo cargas positivas y negativas.En este punto, una capa de iones con carga opuesta comienza a adherirse a la superficie de cada electrodo y la energía se almacena en la interacción entre los iones del electrolito y la superficie del electrodo.La aplicación de voltajes más altos le permite almacenar más energía siempre que los componentes no se degraden.Por eso se necesitan electrolitos más estables, como los investigados por el equipo brasileño, que también ayuden a aumentar la densidad energética de los dispositivos.En el primer estudio, Pedro Henrique Ferreira y Abner Sampaio estudiaron el desempeño de supercondensadores con electrolitos líquidos iónicos, esencialmente sales líquidas a temperatura ambiente.Utilizando simulaciones de dinámica molecular para evaluar la potencia y la densidad de energía de los supercondensadores, los investigadores descubrieron una combinación altamente eficiente de electrodos porosos, que ofrecen una mayor capacidad para almacenar cargas gracias a su gran superficie, y dos líquidos iónicos diferentes.“Demostramos que los supercapacitores que contienen líquidos iónicos y electrodos porosos, con poros uniformes de 1 nanómetro, pueden almacenar casi la misma cantidad de energía que una batería de iones de litio, como las de nuestros portátiles y teléfonos móviles”, explicó el profesor Leonardo Siqueira. coordinador de equipoElectrolito de agua y salEn la segunda investigación, João Pedro Santos y sus colegas investigaron el uso de electrolitos formados por agua extremadamente salada, conocidos como electrolitos de agua en sal.Los electrolitos en base agua son de gran interés porque son más económicos y seguros para las personas y el medio ambiente que los basados ​​en disolventes orgánicos, que son compuestos potencialmente inflamables y tóxicos.Sin embargo, la aplicación de altos voltajes en soluciones acuosas provoca la rotura de la molécula de agua."En los electrolitos de agua salada, demasiada sal bloquea esta descomposición. De esa manera, puede trabajar con voltajes más altos y amplificar la energía almacenada en el dispositivo", explicó el profesor Hudson Zanin.Utilizando técnicas in situ (aquellas que usan el propio supercondensador como muestra) e in operand (aquellas que analizan el dispositivo mientras está funcionando), los investigadores investigaron los efectos de la disminución de la temperatura en las propiedades del electrolito y concluyeron que a -10° C , la energía del supercondensador aumenta significativamente.De esta forma, el supercondensador de agua en sal alcanzaba una densidad de energía similar a la de las baterías, con la ventaja de tener una potencia elevada.Aunque no es práctico para su uso en dispositivos portátiles, debido a la temperatura muy baja, esta puede ser una alternativa a las baterías de flujo, utilizadas para almacenar electricidad generada por fuentes intermitentes como la eólica y la solar."Todo lo que queremos hoy es un dispositivo que se cargue realmente rápido y almacene mucha energía", comentó Zanin.