¿Pueden Los Diamantes Convertirse en una Solución de Almacenamiento de Energía?

0
215

Una investigación desarrollada por científicos determinó que los diamentes pueden ser utilizados como almacenamiento de energía.

Un nuevo descrubrimiento

El almacenamiento de energía es un típico cuello de botella en el suministro de energía renovable para la economía. A pesar de que múltiples alternativas están en progreso, el almacenamiento de energía a gran escala continúa siendo elusivo. Hoy analizaremos una de las alternativas más innovadoras en la materia.

Por increíble que pueda parecer, además de ser bonitos y elegantes adornos, los diamantes pueden también ser utilizados para el almacenamiento de energía gracias a una investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Tecnología de Queensland en Australia.

Según el Dr. Haifei Zhan del Centro de Ciencias Materiales de la Universidad, esto es posible de acuerdo al modelo de una nueva nanoestructura de nanotubos de carbón (CNT, por sus siglas en inglés) hecha con nanohilos de diamantes  cuya alta fortaleza hace que pueden utilizarse para almacenamiento de energía en forma mecánica y como recolector de energía. El Dr Zhan, junto con sus colegas, fueron capaces de modelar la capacidad de almacenamiento y de liberación de energía que pueden tener los nanohilos de diamante al ser torcidos o estirados.

De hecho los investigadores estudian diferentes deformaciones mecánicas tanto a nivel de hilos como a nivel de la estructura que podrían variar en compresión radial, torsión, tensión o doblaje. Todo esto con el objetivo de probar diferentes configuraciones y determinar cuál de todas estas deformaciones mecánicas es capaz de almacenar la mayor cantidad de energía. Hasta ahora, según los resultados obtenidos, utilizando las deformaciones mecánicas de tensión y torsión se obtienen los mejores resultados a nivel de hilo, pero la deformación ideal para la maximización de energía almacenada puede variar al evaluar un agrupamiento de hilos según el número de hilos evaluados.

Dr. Haifei Zhan de QUT con un modelo de nanohilo de diamante. Crédito: Anthony Weate, QUT

Cómo se almacena la energía

De manera similar a lo que sería un juguete de cuerdas para niños, la energía puede liberarse a medida que desenreda la estructura de carbón (CNT). La gran ventaja de esta tecnología es que se basa en un principio de almacenamiento de energía mecánico sin riesgo. Esto a diferencia de las tecnologías que usan reacciones químicas como lo son las baterías de litio o de ácido de plomo las cuales al ser sometidas a altas o bajas temperaturas pueden explotar o dejar de funcionar respectivamente (sin mencionar derrame de sustancias químicas y contaminación química).

Comparando las baterías electroquímicas con esta tecnología, el mecanismo de almacenamiento mecánico de las fibras de carbono es mucho más eficiente en carga y descarga de energía, sin mencionar que es mucho más estable y reversible.

Además, otro importante factor es la alta densidad de energía que poseen los nanohilos, la cual puede ser hasta tres veces la de las baterías de litio. La densidad de energía hace referencia a la cantidad de energía que un sistema puede almacenar por unidad de volumen, por ende, a mayor cantidad de densidad energética más energía puede obtenerse con menos volumen de material.  Comparado además con un resorte mecánico, esta nueva tecnología tendría hasta 4 o 5 veces mayor densidad de energía. Incluso, la estructura de nanotubos sería capaz de levantar su peso hasta 50,000 veces, dando una referencia importante del potencial que tiene esta estructura para aplicaciones donde el peso ligero y la resistencia es una condición importante.

 

Para qué podría aplicarse

Algunas de estas aplicaciones podrían ser fácilmente líneas de transmisión en sistemas eléctricos, aplicaciones robóticas, electrónica aeroespacial, baterías,  textiles inteligentes, materiales de construcción emisión de campo. Particularmente, esta tecnología resulta de alto interés para la industria aeroespacial dado que toda reducción en el peso permite reducir significativamente la necesidad de combustible así como también los costos.

Ahora solamente falta que los investigadores utilicen los siguientes dos o tres años construyendo mecanismos de control que permitan la regulación del almacenamiento y consumo de la energía para luego poder realizar experimentos conceptuales más sólidos que evalúen la practicidad de esta tecnología.