Esto es lo que necesita saber sobre la nanotecnología del grafeno

Por Kartik Hajela • 6 de septiembre de 2019

Compartir

Las opiniones expresadas por los contribuyentes de Entrepreneur son propias.

Estás leyendo Entrepreneur India, una franquicia internacional de Entrepreneur Media.

El grafeno consta de una sola capa de átomos de carbono y, sin embargo, es más resistente que el acero, posee una conductividad eléctrica y térmica excepcional y es versátil, personalizable y tiene usos extraordinarios. Desde que el grafeno saltó a la fama hace una década, se ha enfrentado a importantes obstáculos en su comercialización a gran escala.

¿Cómo funciona el grafeno en las baterías de ayuda metálica?

La revolución eléctrica que vemos hoy se debe en gran medida a avances significativos en la tecnología de baterías de iones de litio; sin embargo, la adopción a gran escala tiene múltiples obstáculos, como la densidad de energía limitada, la concentración de minerales de litio en ciertos lugares y los desechos peligrosos creados durante la eliminación de las baterías. Las baterías de metal-aire proporcionan una solución sostenible y eficiente para la adopción a gran escala de vehículos eléctricos. Las baterías de metal-aire utilizan un metal como ánodo, aire (oxígeno) como cátodo y agua como electrolito. Se utiliza una varilla de grafeno en el cátodo de aire de las baterías. Dado que se debe utilizar oxígeno como cátodo, el material del cátodo debe ser poroso para dejar pasar el aire, una propiedad en la que sobresale el grafeno. El grafeno utilizado en el electrodo puede aumentar cinco veces la eficiencia de la batería a un tercio del costo.

¿Cuál es el uso del grafeno en las almohadillas absorbentes de aceite?

La almohadilla absorbente de aceite LSP20 utiliza grafeno como material absorbente; La estructura porosa del grafeno es responsable de la alta capacidad de absorbancia de la almohadilla. La almohadilla es extremadamente liviana y tiene una absorbencia muy alta, lo que la convierte en una solución rentable y sostenible para la industria de derrames de petróleo.

Según el informe del Índice compuesto de gestión del agua (CWMI) publicado por Niti Aayog en 2018, 21 ciudades importantes están compitiendo para alcanzar niveles cero de agua subterránea para 2020, lo que afecta el acceso de 100 millones de personas. Sin embargo, esta aguda crisis del agua afecta a las reservas de agua dulce, mientras que el agua como recurso está disponible en abundancia en forma de agua de mar, los métodos actuales de desalinización son extremadamente ineficientes y consumen grandes cantidades de combustibles fósiles.

Entre las numerosas propiedades destacables del grafeno, su hidrofobia es probablemente una de las características más útiles para el tratamiento del agua. El grafeno repele naturalmente el agua, pero cuando se forman poros estrechos, se permite una rápida permeación del agua. Esto generó ideas sobre el uso del grafeno para la filtración y desalinización de agua, especialmente una vez que se ha logrado la tecnología para crear estos microporos. Las láminas de grafeno (perforadas con agujeros diminutos) se estudian como método de filtración de agua, porque son capaces de dejar pasar las moléculas de agua pero bloquear el paso de contaminantes y sustancias. El pequeño peso y tamaño del grafeno pueden contribuir a crear una generación de filtros de agua y desalinizadores ligeros, energéticamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente.

El futuro del grafeno

Sin embargo, el 12 por ciento de la población de la India ya vive el escenario del 'Día Cero', gracias al bombeo excesivo de aguas subterráneas, un sistema de gestión del agua ineficiente y derrochador y años de lluvias deficientes. El informe del CWMI también afirma que, para 2030, se prevé que la demanda de agua del país duplicará el suministro disponible, lo que implica una grave escasez de agua para cientos de millones de personas y una eventual pérdida del seis por ciento del PIB del país.

La filtración de aire es otro sector importante donde las propiedades del grafeno pueden dar lugar al desarrollo de productos eficientes y eficaces. Las tecnologías actuales en la purificación del aire utilizan adsorción y filtración, sin embargo cuando el material adsorbente alcanza el límite de saturación debe ser reemplazado. Los nanocompuestos de grafeno ofrecen excelentes propiedades de adsorción y filtración, lo que los convierte en un filtro de aire eficaz.