Text redactat en basc i traduït automàticament per Elia i sense revisió posterior. MOSTRA L’ORIGINAL

Supercondensadores

El futur de l'energia és un tema molt important que afecta directament la societat i a l'entorn. Per això, s'estan duent a terme nombrosos estudis sobre aquest tema, però a més d'analitzar com generar energia, també es fixen en les maneres d'utilitzar l'energia. En el centre de recerca CICenergiGUne s'estan buscant formes d'emmagatzematge d'energia, és a dir, s'estan desenvolupant sistemes d'emmagatzematge per al necessari. Sovint hem sentit parlar dels avanços en les bateries, però rares vegades es parla dels supercondensadores. També serveixen per a emmagatzemar energia. Per exemple, sabies que hi ha tramvies impulsats per supercondensadores?

A Sevilla s'ha instal·lat el primer tramvia sense cable, que funcionarà en tot el territori. En alguns trams no hi ha catenària i el tramvia es mou gràcies als supercondensadores que porta en el sostre. Així recorre diàriament gairebé 50 quilòmetres. Es tracta d'una tecnologia pionera en el món i ha estat desenvolupada per una empresa guipuscoana, Trainelec, del Grup CAF.

MIKEL RODRIGO; Trainelec: Aquest és l'equip que estem utilitzant a Sevilla, Granada, Saragossa, que ens permet donar un servei sense catenària.

Els enginyers Mikel Rodrigo i Inigo Aseginolaza han participat en la posada en marxa d'aquests tramvies, que han estat substituïts per la Llei Concursal. L'origen del projecte sevillà va ser una petició especial.

MIKEL RODRIGO; Trainelec: A Sevilla tenien un problema, no, tenien dos problemes. La primera era que el tramvia que tenien passava per zones molt turístiques i que tenien cables i pals que els feien mal estètic i visual. La segona raó important és la Setmana Santa. En les processons amb els sants, en aquests llocs, es retirava la catenària durant dues setmanes a l'any i el tramvia quedava sense servei degut al risc de col·lisió i parada. D'aquí va començar tot, nosaltres ja estàvem treballant en aquest camp en R+D, creant aquest equip i va sorgir l'oportunitat de posar-lo en pràctica. Així va ser com traiem el primer tramvia.

Però, per què han utilitzat un supercondensador i no una bateria? Ambdues acumulen energia en forma de càrrega elèctrica. Miñano, Àlaba. CICenergiGUNE investiga supercondensadores i bateries.

TEÓFILO ROJO; Dir. científic CICenergiGUNE: L'ús de l'un o l'altre depèn del que es vulgui aconseguir, si el sistema necessita potència utilitzarem supercondensadores i si es vol densitat d'energia, les bateries.

Quan es diu densitat d'energia significa durada: les bateries són bones per a fer la marató i els supercondensadores per al sprint. La raó radica en la manera d'acumular l'energia de cadascun. Les bateries ho fan químicament i en els supercondensadores les càrregues es dipositen físicament en els elèctrodes. Aquestes dues vies d'acumulació condueixen a diferents modes de funcionament. Els supercondensadores són ràpids i forts, però acumulen menys energia. Per contra, els processos físics no esgoten els elèctrodes, o almenys molt menys. A vegades és convenient un maratonià i altres vegades un sprint.

IÑIGO ASEGINOLAZA; Trainelec: El temps que disposes per a carregar-lo no és massa llarg, ronda els 20 segons: quan la gent baixa del tramvia, puja, tanca les portes, obre les portes,...

Però això no és tot. En les rutes amb catenària, l'energia que genera la frenada del motor queda retinguda pels supercondensadores per a l'acceleració.

MIKEL RODRIGO; Trainelec: Segons els nostres càlculs i segons els registres que hem realitzat, podem extreure entre un 30 i un 35%, i és l'energia que podem reutilitzar.

En aquests laboratoris, els investigadors d'Energigune busquen com fer supercondensadores encara més. L'objectiu és augmentar la potència i, sobretot, allargar la durada. Per a això, intenten millorar les característiques dels materials, tant dels electròlits com del carboni, principal component dels elèctrodes.

EIDER GOIKOLEA; investigadora, CICenergiGUNE: Aquest seria el carboni actiu, negre, del color del carbó. Això és el que utilitzem com a matèria activa en els elèctrodes.

Amb aquests mini-elèctrodes es munten a escala els condensadors a escala per a realitzar les proves. Un dels objectius de la recerca és el desenvolupament de formes barates de sintetitzar materials.

EIDER GOIKOLEA; investigadora, CICenergiGUNE:I d'altra banda, el de tenir la major superfície possible de cara al material; com més gran sigui la superfície, més càrrega absorbiríem, i més energia conservaríem en aquest elèctrode.

La superfície és, per tant, la clau i la superfície està directament relacionada amb els porus. Els porus han de tenir una mesura adequada, no massa gran ni massa petita per al dipòsit d'ions o càrregues. Això es prova aquí: es donen diferents corrents al condensador per a veure la càrrega acumulable. Com més, millor material.

Per a això s'estan estudiant totes les estructures moleculars del carboni, des dels nanotubos fins al grafè.

JAVIER CARRETERO, investigador CICenergiGUNE:El grafè té una gran superfície i és el material idoni per a ser utilitzat com a elèctrode. En principi és un material desconegut, però amb àmplies possibilitats. Es pot dir que la recerca d'aquests materials està en la infància.

Sí, el grafè és molt car, però imagina't: dos grams tenen la mateixa superfície que un camp de futbol. I els materials que s'usen avui tampoc són barats.

MIKEL RODRIGO; Trainelec: Avui dia, tant el condensador com la bateria, per l'impuls de la indústria automobilística, els preus s'han reduït dràsticament, però no es tracta només d'una baixada de preus, sinó que comptem amb condensadors i bateries amb majors prestacions al mateix volum i al mateix preu, més potència, més energia,...

Paral·lelament al progrés, els usos també van en augment. Als trens, per a ampliar les sortides d'emergència dels avions, en les grues dels ports, … A mesura que s'investiga, s'amplia la perspectiva. No obstant això, l'ús que tots tenen en el punt de mira és el vehicle elèctric, i la solució pot ser que les bateries i els supercondensadores treballin conjuntament. La bateria proporcionaria autonomia i duraria més, a més, deixant l'acceleració a costa del supercondensador.

IÑIGO ASEGINOLAZA; Trainelec: Moltes vegades ens contraposem com si hi hagués una lluita entre ells, però és clar que en el nostre sector i en molts altres sectors, en el futur anirem a una hibridació, tant la bateria com el supercondensador treballaran junts en diferents sistemes.

Una altra solució pot ser combinar les millors característiques de tots dos mons en un solo dispositiu. En EnergiGUNE també s'està treballant en aquest camí. Són pseudoconensadores que tenen alhora l'elèctrode del condensador i el de la bateria.

TEÓFILO ROJO; Dir. científic CICenergiGUNE: En aquest cas, l'important és trobar un dispositiu que sigui una combinació de tots dos, la bateria i el supercondensador, adequat per als vehicles híbrids.

JAVIER CARRETERO, investigador CICenergiGUNE: Al final, la clau no és que la bateria deixi de ser la bateria, sinó que les dues àrees es fusionin i omplin el buit que hi hagi en el buit.