Tradizionalki, Li-ion bateriak eta superkondentsadoreak izan dira energia elektrokimikoa biltegiratzeko industria menderatzeaz arduratu direnak. Hala ere, 2008an, teknologia berri bat agertu zen merkatuan, bi gailu horiei ingurumena gehiago errespetatzen duen trantsizio energetiko baterako bidean laguntzeko prest: Li-ioneko kondentsadoreak; Li-ioneko baterien arteko teknologia hibridoa (energia-dentsitate handiak eskaintzeko gai direnak) eta superkondentsadoreak (potentziagatik eta bizitza erabilgarriagatik nabarmentzen direnak).
Hibridazio horren ondorioz, Litio-ioneko kondentsadoreek energia-dentsitatea eta potentzia ertain-altua eta bizitza erabilgarri luzea dute, eta horrek idealak egiten ditu energia berreskuratzeko sistema osagarrietan, baita potentzia handiak behar dituzten gailuetan energia-iturri nagusi gisa ere.
Beraz, Li-ioneko bateriak, superkondentsadoreak eta kondentsadoreak ditugun testuinguru honetan, badirudi energia biltegiratzeko teknologia nahikoak ditugula gure behar guztiak asetzeko, baina oraindik ere ezinbestekoa da gailu horiek optimizatzea kontsumitzaileek eskatzen dituzten baldintza guztiak betetzeko gai izateko. Horregatik, CIC energiGUNEn dentsitate energetiko handiko Li-ion kondentsadoreen garapenean zentratuta gaude, gailu horiek merkatuan modu lehiakorrean ase ditzaketen beharren leihoa zabaltzeko.
Nola menderatu gaitasun espezifiko handiko materialak, hala nola eztainua
Normalean, grafitozko elektrodo negatibo batek eta ikatz aktibozko elektrodo positibo batek osatzen dituzte Li-ioneko kondentsadoreak. Horrela, gailu horien dentsitate energetikoa handitzeko estrategiak grafitoa ordezka dezaketen gaitasun espezifiko handiko material berrien erabileran oinarritzen dira.
Helburu hori betetzeko material oparoenetako bat eztainua da, elektrodo negatiboan material aktibo gisa erabiltzen dena eta gaitasun teorikoa grafitoarena baino ia hiru aldiz handiagoa duena (994 vs 372 mAh/g). Gainera, gaitasun espezifiko handiko beste material batzuekin alderatuta, eztainuak abantaila asko ditu; izan ere, egonkorra, segurua, maneiatzeko erraza, ugaria, merkea eta ez-toxikoa da, eta, beraz, etorkizun iraunkorragoa gidatzeko baldintza guztiak betetzen ditu.
Hala ere, eztainua erabiltzeak baditu zenbait desabantaila, eta horrek eztainuaren ezarpena mugatzea eragiten du. Desabantaila nagusia bere litiazio eta delitiazioan zehar izaten dituen bolumen aldaketa handiak dira ( % 300eraino). Bolumen-aldaketa horiek eztainu-partikulen lainoztatzea eta haien arteko kontaktua galtzea eragiten dute, eta horrek elektrodoaren eroankortasuna gutxitzea, elektrolitoaren degradazioa areagotzea, Li-ion kondentsadoreek korronte-dentsitate handietara jotzea eta gailuen bizitza erabilgarria laburtzen duten egonkortasun-arazoak eragiten ditu.
Hala ere, eztainuarekin ez dago dena galduta.
CIC energiGUNEko Superkondentsadoreen ikerketa-lerrotik bolumen-aldaketa horien eragina arintzea lortu dugu eztainuz eta grafenoz egindako konposite baten garapenari esker; horrela, grafenoak matrize eroale gisa jarduten du, eztainu-partikulak elkarren artean konektatuz, eta, aldi berean, bolumen-aldaketak moteltzea lortzen du. Grafenoaren eta eztainuaren arteko sinergia horren ondorioz, Litio-ion kondentsadoreen dentsitate energetikoa eta egonkortasuna handitu egiten dira. Zehazki, gailuak gai dira korronte-dentsitate handietan jarduteko eta ia 20 mila zamalanetako ziklotan 100 Wh/kg entregatzeko, edukieraren % 100 mantenduz, orain arte antzeko gailuetarako emandakoaren gainetik.
