En cooperación con la Universidad de Drexel (EE.UU.), un equipo de científicos de Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) desarrolla una nueva clase de materiales que puede almacenar energía eléctrica de manera muy rápida. El material se denomina MXene y es un carburo de titanio bidimensional. Al igual que una batería, almacena grandes cantidades de energía eléctrica a través de reacciones electroquímicas, pero a diferencia de las baterías, aseguran que pueden cargarse y descargarse en segundos.
Los investigadores han demostrado que el almacenamiento de moléculas de urea entre las capas de MXene puede aumentar la capacidad de los «pseudocondensadores» en más del 50%.
Esta opción de almacenamiento se añadiría al resto de soluciones de almacenamiento de energía eléctrica que existen actualmente, como las baterías electroquímicas basadas en litio, que almacenan grandes cantidades de energía pero requieren largos tiempos de carga, y los supercondensadores, que pueden absorber o liberar energía eléctrica de forma rápida, pero almacenan menos energía eléctrica.
Materiales MXene
En 2011, en la Universidad de Drexel se descubrió una nueva clase de materiales 2D que pueden almacenar enormes cantidades de carga. Los MXene son materiales altamente conductores con una superficie hidrofílica.
Los investigadores aseguran que las moléculas Ti 3 C 2 T x puede almacenar tanta energía como una batería, pero puede cargarse o descargarse en décimas de segundo. Explican que la energía en MXene se almacena en enlaces químicos en sus superficies, convirtiéndose en un tipo de almacenamiento de energía mucho más eficiente.
Nuevos hallazgos
En la actualidad, los científicos del HZB, en colaboración con el grupo de la Universidad de Drexel, han utilizado la espectroscopía de absorción de rayos X suave por primera vez para examinar muestras de MXene en las estaciones experimentales LiXEdrom y X-PEEM. Analizaron el entorno químico de los grupos de superficie MXene en el vacío y en un entorno acuático. Examinaron muestras de MXenes puros y de MXenes con moléculas de urea incrustadas y encontraron grandes diferencias.
Han demostrado que la presencia de moléculas de urea cambia las propiedades electroquímicas de MXenes de manera significativa, lo que podría facilitar el almacenamiento de más energía, según los investigadores.