El pasado lunes 5 de marzo, el CIEMAT acogió un seminario sobre el grafeno y los materiales 2D y sus aplicaciones en el mundo de la energía. El objetivo del seminario era dar a conocer a investigadores y técnicos estos nuevos materiales, sus propiedades, cómo se producen y caracterizan, además de mostrar las aplicaciones que se les están dando en la actualidad.
Se incidió en las relacionadas con el mundo de la energía y se mostraron las aplicaciones que investigadores del CIEMAT y del Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología de la Universidad Politécnica de Madrid (ISOM-UPM) llevan a cabo.
El grafeno es el material compuesto por una única capa de átomos de carbono distribuidos en los vértices de una red hexagonal. Esta forma de panel de abejas se debe a los enlaces covalentes que se generan a partir de la superposición de los orbitals híbridos sp2 en los carbonos enlazados. Es por lo tanto un material de solo dos dimensiones (2D).
Propiedades extraordinarias
Esta disposición de sus átomos y su estructura bidimensional le confieren unas propiedades extraordinarias: conductividad eléctrica y térmica enormes, el ser un material extremadamente duro, transparente, flexible y elástico, entre otras.
Conseguir muestras de grafeno reproducibles y de suficiente tamaño no es fácil, pese a lo que mostraban Gleim y Novoselov en sus investigaciones tras recibir el premio Nobel en 2010 (utlizar cinta adhesiva para exfoliar grafito).
Además, hay que añadir la dificultad de manipular un material con el grosor de una capa de átomos de carbono (unos pocos Angstroms) y que sus extraordinarias propiedades empeoran al estar en contacto con otros materiales.
Dentro de las múltiples aplicaciones propuestas están las que encajan en el mundo de la energía y en las que varios grupos del CIEMAT (Unidad de Energía Solar Fotovoltaica, Unidad de Espectroscopía (División de Química), Unidad de Electrónica, Unidad de Pilas Combustibles) están dedicando una parte de sus esfuerzos.
En concreto, y con financiación externa a través de los proyectos GRAFAGEN y ELIGE del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013- 2016, se está trabajando en tres líneas: La utilización de grafeno en los contactos de las células solares de heterounión, con el objetivo de conseguir menores resistencias de contacto, mayor transparencia y en consecuencia mayores eficiencias; El almacenamiento de H2 en grafeno o sus derivados; y La utilización de óxido de grafeno reducido (RGO) en los colectores de las pilas de combustible tipo PEM con el objetivo de aumentar la densidad de potencia y su portabilidad.