El grafeno defectuoso puede ayudar a mejorar las pilas de combustible

• Han hallado que si falta un átomo de carbono transporta protones muy rápido
• Un coche eléctrico se podría cargar tan rápido como uno de gas
• Es una investigación de la Universidad de Northwestern, en EE. UU.

Superficie de grafeno defectuoso.

El grafeno, una sustancia formada por carbono puro con átomos dispuestos en un patrón hexagonal regular, si tiene unos pequeños agujeros en su estructura, permite obtener una membrana selectiva de protones que podría ayudar a mejorar las pilas de combustible.

Y es que el grafeno de una sola capa defectuoso produce una membrana -el canal de protones más delgado del mundo- de tan solo un átomo de grosor que transporta los protones en unos pocos segundos.

La velocidad y la selección de esta membrana es mucho mejor que la de las convencionales, según recoge un estudio de la Universidad de Northwestern publicado en Nature Communications, y ofrece a los ingenieros un mecanismo nuevo y más simple para diseñar en un futuro pilas de combustible, ha informado el centro.

Así actúa el grafeno defectuoso

Un gran reto en la tecnología de las pilas de combustible es separar de manera eficiente los protones del hidrógeno.

Al estudiar el grafeno de una sola capa expuesto al agua, los investigadores de Northwestern descubrieron que los protones se mueven a través del grafeno y empezaron a analizar el fenómeno con técnicas láser de última generación y simulaciones por ordenador.

Así, hallaron que los defectos que ocurren de forma natural en el grafeno -cuando falta un átomo de carbono- desencadenan una reacción química en la que los protones de un lado de la membrana son transportados al otro lado en unos pocos segundos.

"Imaginemos un coche eléctrico que necesita el mismo tiempo para cargarse que un coche a gas. Y mejor aún, imaginemos un coche eléctrico que emplea hidrógeno como combustible ni combustibles fósiles o etanol, ni electricidad de la red para cargar una batería", ha comentado el químico y director de la investigación, Franz M. Geiger.

A continuación, el equipo de investigación se preguntó cuántos átomos de carbono son necesarios para hacer que los protones se muevan a través de una capa de grafeno. Según los cálculos de los investigadores, basta con un área de un micrómetro cuadrado.

La extracción de unos pocos átomos de carbono produce otros átomos que son muy reactivos e inician el proceso de transporte de protones. Solamente los protones pasan por esos pequeños agujeros, por lo que la membrana es muy selectiva.