Hace un lustro comenzamos a oir maravillas del grafeno. Un material capaz de aumentar exponencialmente la capacidad de las baterías, aligerar las carrocerías, hacer carreteras que durasen más. Parecía el material del futuro, hasta tal punto que la Unión Europea decidió invertir la friolera de 1.000 millones de euros para impulsar la industria que trabajase con este material. Pero, sin haber arrancado su era, ya hay otro material que quiere destronarlo como el componente prodigioso: el borofeno.
¿Pero qué es el borofeno? Se trata de un material basado en el boro que fue sintetizado por vez primera en 2015. Es difícil de crear y manejar… pero la comunidad científica se ha vuelto loca debido a la cantidad de aplicaciones que podría tener esta capa única de boro, capaz de formar varias estructuras cristalinas.
Aplicaciones del borofeno
El primer uso posible del borofeno (y por lo que estamos hablando de él en coches.com) son las baterías de coches eléctricos. Los electroquímicos creen lo postulan como material del ánodo en una nueva generación de baterías de iones de litio más potentes. Desde el punto de vista de la química, tiene enormes capacidades catalíticas. Mientras que los físicos no dan crédito ante sus habilidades como detector de muchos tipos de átomos y moléculas. El investigador de la Universidad de Xiamen (China) Zhi-Qiang Wang es quien estudia las propiedades más destacadas del borofeno y dónde se podrían aplicar.
El borofeno es más fuerte que el grafeno y, al mismo tiempo, más flexible. Es buen conductor de electricidad y de calor, y también funciona como superconductor. Y las propiedades varían en función de cómo se oriente el material y se dispongan los huecos… algo que fascina a los químicos.
No sólo eso Es ligero y bastante reactivo, una cualidad fabulosa para almacenar, conducir y transportar iones metálicos en baterías de iones de litio, sodio y magnesio debido a sus altas capacidades teóricas específicas, según los estudios de Wang.
También podría almacenar hidrógeno, ya que los átomos de H2 se adhieren sin problemas a su estructura. En los modelos teóricos, podría almacenar más de un 15% de su peso en hidrógeno. Y más, pues es capaz de catalizar la descomposición del hidrógeno molecular en iones de hidrógeno, y del agua en iones de hidrógeno y oxígeno. Esto podría marcar el comienzo de una nueva era de ciclos de energía basados en el agua.
Dificultades del borofeno
Pero claro, todas estas bondades teóricas hay que llevarlas a la práctica… y luego llegar a la producción en masa. Para empezar, hay que conseguir el borofeno. Y eso es caro. Los físicos predijeron la existencia del borofeno en los 90 mediante simulaciones de ordenador, que mostraban cómo los átomos de boro podían formar una monocapa. No se sintetizó hasta 2015, gracias a la deposición química de vapor.
En este proceso un gas caliente de átomos de boro se condensa en una superficie fría de plata pura. La disposición regular de los átomos de plata fuerza a los átomos de boro a adoptar un patrón similar, cada uno de los cuales se une a otros seis átomos para crear una estructura hexagonal plana. Pero, una proporción significativa de átomos de boro se une solo con otros cuatro o cinco átomos dejando huecos en la estructura. El patrón de esos huecos es lo que da a los cristales de borofeno sus propiedades únicas.
Además, como es un material muy reactivo es vulnerable a la oxidación, por lo que debe ser protegido cuidadosamente. Además de caro, es difícil de manejar. Así que queda mucho trabajo hasta que veamos aplicaciones en masa…
Vía: Xataka Ciencia
Fuente: Review of borophene and its potential applications