El Periódico Sociedad

EL 'MATERIAL DE DIOS'

El grafeno amenaza la era de los hidrocarburos

La industria podrá fabricar baterías de automoción que se cargan en ocho minutos y duran 1.000 kilómetros

Empresas españolas están entre las punteras y ofrecen ya materia prima para las grandes multinacionales

El grafeno amenaza la era de los hidrocarburos

Imagen virtual del grafeno.

Jueves, 11 de diciembre del 2014 - 10:20 CET

El grafeno es el material de moda y uno de los elementos centrales de la investigación aplicada. Los expertos consideran que será clave en la próxima revolución industrial del siglo. El petróleo baja en los mercados internacionales, sea por cuestiones políticas o recaída económica, pero muchos sospechan que el desplome seguirá si la investigación en grafeno fructifica en inversiones industriales y comercializa las aplicaciones ya desarrolladas. Europa está por la labor y ha aportado recursos para su desarrollo. Las empresas han conseguido los primeros éxitos y todavía no se ven los límites en su aplicación cotidiana.

Graphenano, compañía española productora de grafeno a escala industrial, se ha unido a la Universidad de Córdoba para conseguir las primeras baterías de polímero de grafeno y los resultados han sido sorprendentes. Una batería se recarga en ocho minutos y ofrece una autonomía de 1.000 kilómetros para el automóvil que la incorpore. La empresa Grabat Energy será la encargada de la fabricación en serie este próximo año. Grandes firmas de automoción alemanas empiezan a probar las baterías con sus coches eléctricos.

Una red de grafeno, formado por átomos de carbono.

Una vez comprobada la existencia del bosón de Highs en la física cuántica, otro material abre avances tecnológicos para el futuro inmediato. Pero ¿qué es el denominado grafeno o 'material de dios'? El grafeno es una hoja de átomos de carbono del grosor de un átomo. Lograr esta fina capa es posible desde mediados de los 90, pero fue en el 2004 cuando físicos británicos, sucesivamente galardonados con el Nobel, lograron entender su funcionamiento físico, lo que permitió explotar sus extraordinarias propiedades: transparencia, conductividad eléctrica, resistencia y flexibilidad. Es el material más duro del mundo.

PROPIEDADES

Este material es extraordinariamente conductor tanto eléctrico (sus electrones se mueven cien veces más rápido que en el silicio) como térmico, es muy transparente, resulta mas resistente que el mismo diamante y doscientas veces más que el acero, muy flexible, tan denso, que ni siquiera el gas helio (el átomo más pequeño) lo puede atravesar, muy sensible a cualquier molécula que se deposite en su superficie y todo ello en finísimas capas de un átomo de espesor (un millón de veces más fino que una hoja de papel).

Otra interesante propiedad es que si al grafeno se le aplica una señal eléctrica de cierta frecuencia, genera otra onda del doble o el triple de frecuencia (es un multiplicador de frecuencias) por lo que permite trabajar a frecuencias de reloj mucho más altas de las actuales. En este sentido, algunas aplicaciones en informática permiten desarrollar chips con frecuencias de reloj impensables hasta ahora.

A NIVEL CUÁNTICO

A nivel cuántico, el grafeno presenta nuevas propiedades aún mas interesantes que hacen que el electrón se comporte como una partícula sin masa (como los fotones y los fermiones), con una velocidad unas cuatrocientas veces menor que la de la luz pero mucho mayor que la de los electrones en los metales, y que permite realizar en un pequeño trozo de grafeno muchos experimentos que hasta ahora solo se podían hacer en aceleradores de partículas como el Cern.

El grafeno, descubierto por los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov en la Universidad de Manchester, es fino, superconductor, transparente y de dureza extrema. En el 2012 la empresa alicantina Graphenano se convirtió en la primera fabricante mundial de grafeno a escala industrial. La nueva tecnología desarrollada por esta firma española aplicable a baterías de automoción incorpora polímero de grafeno en su composición. Las ventajas se traducen en densidad energética, duración, rapidez de carga, peso y precio. Las inversiones públicas de la UE han apostado por el grafeno, y algunas empresas españolas están colocadas en buena posición.

APLICACIONES

La firma Graphenano asegura que las baterías hechas con grafeno son capaces de durar hasta cuatro veces más que las tradicionales de hidruro metálico y dos veces más que las de litio. Así por ejemplo, un vehículo eléctrico podría alcanzar con esta tecnología los 1.000 kilómetros de autonomía, aseguran. Y todo ello con una carga que no supera los ocho minutos. Ademas, el grafeno permite reducir el peso de las baterías a la mitad de las convencionales. En teléfonos móviles el grafeno puede ser un avance importante, sin problemas de compatibilidad con tecnologías anteriores. Los problemas por quedarse sin batería pasarán a la historia por la elevada velocidad de recarga.

ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES

Al menos cuatro empresas españolas implicadas en la producción de grafeno ocupan posiciones líderes en los mercados internacionales. El pasado mes de agosto se constituyó incluso una asociación de impulsores del grafeno, la Segra (Sociedad Europea del Grafeno). El objetivo de la asociación es la divulgación pública de este material cuyas aplicaciones pueden llegar a hacerse tan omnipresentes como el plástico.

Estas son las cuatro empresas españolas dedicadas a la producción de grafeno:

GRAPHENANO: Empresa lider mundial en la fabricación de grafeno con un 90% de capital español y un 10% de capital aleman, con sede en Alicante y centro de producción en Ciudad Real, que acaba de abrir una sede en Alemania. Esta empresa fabrica laminas de grafeno, cable de grafeno, grafeno en polvo y grafeno en piezas tridimensionales, y es tal su producción que se estima facture en el 2013 300 millones de Euros. Empresas como BMW o Toyota ya han contactado con ella para incluir el grafeno en sus vehículos.

GRAPHENEA NANOMATERIALS: Empresa con sede en San Sebastián fabrica laminas de grafeno, liderando en Europa esta producción enfocada principalmente a la investigación y desarrollo, tanto a centros de investigación como a empresas como Nokia, Philips, Nissan o Cannon. Se prevee que en breve alcancen una producción de 50.000 centímetros cuadrados de láminas de grafeno.

AVANZARE: Empresa con sede en Logroño cuya línea de producción es el grafeno en polvo, usado en múltiples aplicaciones y usos industriales como las tinturas semiconductoras para usos electrónicos o los aislantes, lo que hace de esta empresa única en España, pues su producción se vende a otras empresas para la producción de productos comercializables.

GRANPH NANOTECH: Empresa con sede en Burgos. Fabrica láminas de grafeno básicamente para la investigación.

GRAPHENDIS: Empresa con sede en Altea (Alicante) que se dedica a la investigación y distribución de grafeno a escala mundial.

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