Tendencias Científicas
Imagen: Tsca. Fuente: Wikimedia Commons.
Científicos de Corea del Sur han desarrollado una nueva forma de almacenar energía que también ofrece una solución a un problema ambiental cada vez mayor.
El equipo ha convertido con éxito colillas de cigarrillos en un material de alto rendimiento que puede ser integrado en ordenadores, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y turbinas eólicas para almacenar energía.
Según un estudio que los investigadores coreanos han realizado, este material supera al carbono, al grafeno y a los nanotubos de carbono comercialmente disponibles. Puede que algún día se utilice para recubrir los electrodos de supercondensadores o condensadores electroquímicos, que son dispositivos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores normales. Por ejemplo, presentan una capacidad miles de veces mayor que la de los condensadores electrolíticos de alta capacidad.
"Nuestro estudio ha demostrado que los filtros de los cigarrillos se pueden transformar en un material a base de carbono de alto rendimiento, mediante un sencillo proceso de un solo paso, que además ofrece una solución ecológica a la demanda energética de la sociedad", explica el co-autor del avance, el profesor Jongheop Yi, de la Universidad Nacional de Seúl, en declaraciones recogidas por ResearchSEA.
"Numerosos países están desarrollando regulaciones estrictas para evitar que miles de millones de filtros de cigarrillos usados, tóxicos y no biodegradables ensucien el medio ambiente cada año. Nuestro método es sólo una manera de lograr esto", añade el profesor Yi.
El equipo ha convertido con éxito colillas de cigarrillos en un material de alto rendimiento que puede ser integrado en ordenadores, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y turbinas eólicas para almacenar energía.
Según un estudio que los investigadores coreanos han realizado, este material supera al carbono, al grafeno y a los nanotubos de carbono comercialmente disponibles. Puede que algún día se utilice para recubrir los electrodos de supercondensadores o condensadores electroquímicos, que son dispositivos capaces de sustentar una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores normales. Por ejemplo, presentan una capacidad miles de veces mayor que la de los condensadores electrolíticos de alta capacidad.
"Nuestro estudio ha demostrado que los filtros de los cigarrillos se pueden transformar en un material a base de carbono de alto rendimiento, mediante un sencillo proceso de un solo paso, que además ofrece una solución ecológica a la demanda energética de la sociedad", explica el co-autor del avance, el profesor Jongheop Yi, de la Universidad Nacional de Seúl, en declaraciones recogidas por ResearchSEA.
"Numerosos países están desarrollando regulaciones estrictas para evitar que miles de millones de filtros de cigarrillos usados, tóxicos y no biodegradables ensucien el medio ambiente cada año. Nuestro método es sólo una manera de lograr esto", añade el profesor Yi.
Alta capacidad de almacenamiento de energía
El carbono es el material más común en supercondensadores debido a su bajo coste, a su alta conductividad eléctrica y a su estabilidad a largo plazo.
Científicos de todo el mundo están trabajando para mejorar las características de estos condensadores - tales como su densidad de energía, su densidad de potencia y su estabilidad de ciclo-, al mismo tiempo que se reducen sus costeslos de producción.
En su estudio, el profesor Yi y sus colegas han demostrado que, a partir de las colillas, podría obtenerse esta mejora. En concreto, gracias a las fibras de acetato de celulosa que se encuentran en la mayoría de los filtros de cigarrillo.
Estas fibras pueden transformarse en un material a base de carbono usando una técnica de grabación simple, de un solo paso, llamada pirólisis. El material resultante contendría una serie de pequeños poros, lo que aumenta su rendimiento. "Una combinación de diferentes tamaños de poro asegura que el material tenga altas densidades de energía, lo que es una propiedad esencial para una rápida carga y descarga del supercondensador", explica Yi.
Los ensayos realizados han demostrado que este material es capaz de almacenar una mayor cantidad de energía que el carbono disponible comercialmente e incluso mayor que los nanotubos de grafeno y carbono.
Sorprendentes aplicaciones
El material nuevo podría integrarse próximamente en ordenadores, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y turbinas eólicas para almacenar energía. Pero su verdadero atractivo reside en que aporta una solución frente a una fuente de contaminación muy importante que libera arsénico, entre otras sustancias químicas nocivas, al suelo y los cursos de agua. Cada año se desechan al entorno cerca de 6,6 billones —788.571 toneladas— de colillas usadas, informa Cordis.
Pero, además de almacenar energía, las colillas de los cigarrillos podrían tener otra sorprendente aplicación: podrían ser utilizadas algún día para controlar el dengue, una de las enfermedades virales transmitidas por mosquitos más importantes del mundo.
Esto es porque las colillas están impregnadas de miles de compuestos químicos, muchos de los cuales son altamente tóxicos. A pesar de ello, las hembras de los mosquitos que transmiten esta enfermedad prefieren poner los huevos en un entorno que contenga estas colillas que en un entorno libre de ellas. Dado que la exposición a los compuestos químicos que las colillas contienen tienen efectos perjudiciales sobre la fertilidad y la longevidad de dichos mosquitos, ¿por qué no usarlas para acabar con ellos?
El carbono es el material más común en supercondensadores debido a su bajo coste, a su alta conductividad eléctrica y a su estabilidad a largo plazo.
Científicos de todo el mundo están trabajando para mejorar las características de estos condensadores - tales como su densidad de energía, su densidad de potencia y su estabilidad de ciclo-, al mismo tiempo que se reducen sus costeslos de producción.
En su estudio, el profesor Yi y sus colegas han demostrado que, a partir de las colillas, podría obtenerse esta mejora. En concreto, gracias a las fibras de acetato de celulosa que se encuentran en la mayoría de los filtros de cigarrillo.
Estas fibras pueden transformarse en un material a base de carbono usando una técnica de grabación simple, de un solo paso, llamada pirólisis. El material resultante contendría una serie de pequeños poros, lo que aumenta su rendimiento. "Una combinación de diferentes tamaños de poro asegura que el material tenga altas densidades de energía, lo que es una propiedad esencial para una rápida carga y descarga del supercondensador", explica Yi.
Los ensayos realizados han demostrado que este material es capaz de almacenar una mayor cantidad de energía que el carbono disponible comercialmente e incluso mayor que los nanotubos de grafeno y carbono.
Sorprendentes aplicaciones
El material nuevo podría integrarse próximamente en ordenadores, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos y turbinas eólicas para almacenar energía. Pero su verdadero atractivo reside en que aporta una solución frente a una fuente de contaminación muy importante que libera arsénico, entre otras sustancias químicas nocivas, al suelo y los cursos de agua. Cada año se desechan al entorno cerca de 6,6 billones —788.571 toneladas— de colillas usadas, informa Cordis.
Pero, además de almacenar energía, las colillas de los cigarrillos podrían tener otra sorprendente aplicación: podrían ser utilizadas algún día para controlar el dengue, una de las enfermedades virales transmitidas por mosquitos más importantes del mundo.
Esto es porque las colillas están impregnadas de miles de compuestos químicos, muchos de los cuales son altamente tóxicos. A pesar de ello, las hembras de los mosquitos que transmiten esta enfermedad prefieren poner los huevos en un entorno que contenga estas colillas que en un entorno libre de ellas. Dado que la exposición a los compuestos químicos que las colillas contienen tienen efectos perjudiciales sobre la fertilidad y la longevidad de dichos mosquitos, ¿por qué no usarlas para acabar con ellos?
Referencia bibliográfica:
Minzae Lee, Gil-Pyo Kim, Hyeon Don Song, Soomin Park, Jongheop Yi. Preparation of energy storage material derived from a used cigarette filter for a supercapacitor electrode. Nanotechnology (2014). DOI: 10.1088/0957-4484/25/34/345601.
Minzae Lee, Gil-Pyo Kim, Hyeon Don Song, Soomin Park, Jongheop Yi. Preparation of energy storage material derived from a used cigarette filter for a supercapacitor electrode. Nanotechnology (2014). DOI: 10.1088/0957-4484/25/34/345601.
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