Graphenemex y el Futuro del Almacenamiento de Energía:
Evidencia Científica desde la Universidad Autónoma de Chihuahua
El desarrollo de materiales avanzados para almacenamiento de energía se ha convertido en una prioridad global. Baterías más eficientes, supercapacitores de larga duración y dispositivos electrónicos flexibles requieren materiales capaces de conducir electricidad, soportar ciclos electroquímicos y mantener estabilidad estructural a escala nanométrica.
En este contexto, diversas investigaciones dirigidas por la Dra. Claudia Georgina Nava-Dino de la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH), en colaboración con CIMAV y otros centros de investigación nacionales, han evaluado el desempeño del grafeno exfoliado y óxido de grafeno (GO) de Graphenemex® en aplicaciones relacionadas con sistemas de almacenamiento de energía y electroquímica avanzada. En términos generales, estos nanomateriales han demostrado propiedades importantes para dichos sistemas debido a su combinación de:
- alta área superficial,
- conductividad eléctrica,
- estabilidad electroquímica,
- estructura laminar nanométrica,
- capacidad de interacción con litio, titanatos y aleaciones metálicas,
- y comportamiento favorable bajo procesos de molienda mecánica y ciclos electroquímicos.
A continuación, se muestra una línea de tiempo de investigaciones dirigidas por la Dra. Claudia Nava-Dino, donde se ha estudiado el potencial del grafeno exfoliado y óxido de grafeno de Graphenemex® para aplicaciones relacionadas con baterías, supercapacitores y almacenamiento avanzado de energía.
2018 — Digital Signal Analysis of Electrochemical Signals of Graphene Oxides for Display Devices.
El trabajo publicado en Cambridge University Press en 2018, exploró el comportamiento electroquímico del GO combinado con óxido de titanato de litio mediante molienda mecánica de alta energía, observándose que el material podía mantener señales electroquímicas distinguibles y estructuralmente estables incluso bajo análisis de perturbaciones de corriente y potencial.
Para la investigación se utilizaron además de los materiales grafénicos, técnicas de análisis electroquímico y procesamiento digital de señales para estudiar su estabilidad y respuesta bajo condiciones electroquímicas complejas.
“El titanato de litio es uno de los materiales más prometedores para baterías de carga rápida, sistemas de larga vida útil y almacenamiento electroquímico seguro. Por lo tanto, la incorporación de un material grafénico en este tipo de sistemas busca mejorar la conductividad, estabilizar interfaces, y facilitar la transferencia electrónica entre partículas activas”.
Uno de los hallazgos más importantes fue que las señales electroquímicas obtenidas del material podían analizarse y estabilizarse mediante FFT (Fast Fourier Transform), permitiendo identificar información que normalmente no es visible en análisis convencionales. Es decir, El GO demostró buena estabilidad electroquímica, respuestas eléctricas reproducibles, y una interacción favorable con materiales activos basados en litio.
GO con estructura nanométrica estable
Este estudio también reportó imágenes TEM donde se observan las hojuelas hexagonales características de un material bien exfoliado. Lo cual es relevante para la transferencia rápida de electrones, conducción eléctrica entre partículas, y la reducción de resistencias internas en electrodos que, en aplicaciones reales se traduce en baterías más eficiente, menor pérdida energética y, electrodos más estables durante ciclos de carga y descarga.
Electrónica flexible y dispositivos portátiles
Otro aspecto relevante del trabajo de 2018 fue la evaluación de estabilidad electroquímica frente a deformaciones mecánicas como doblado y torsión en dispositivos electrónicos portátiles, lo cual es especialmente relevante porque muchos materiales conductivos pierden conectividad al deformarse mecánicamente.
Gratamente, el GO utilizado presentó buena integridad estructural y conectividad conductiva incluso en configuraciones mecánicamente exigentes. Identificando potencial para el desarrollo de pantallas conductivas, dispositivos flexibles, OLEDs, pantallas táctiles y electrónica portátil.
2023- en el marco del Congreso internacional de materiales, celebrado en Cancún, Quintana Roo, se presentó el trabajo “Benefits of Exfoliated Graphene on Lithium Titanate by Ball Milling”, en el que se evaluó la compatibilidad del grafeno exfoliado de Graphenemex® con el titanato de litio; el estudio se llevó a cabo en sistemas Li/Na mediante aleado mecánico de alta energía, observándose beneficios asociados al tiempo de molienda y a la interacción estructural entre el grafeno y las fases activas de almacenamiento.
2024 — Electrodo Mg-Ni reducido con grafeno para almacenamiento de energía mediante aleado mecánico.
Durante el Congreso de la Sociedad Mexicana de Electroquímica (SMEQ), celebrado en la Ciudad de Campeche, Camp., el grupo de investigación presentó nuevos resultados relacionados con electrodos Mg-Ni reducidos con grafeno para almacenamiento de energía.
En este trabajo, el GO fue incorporado mediante aleado mecánico en diferentes tiempos de molienda, seguido de tratamientos térmicos y pruebas electroquímicas de polarización y voltametría. En términos prácticos, el resultado fue que el material grafénico ayudó a mantener estabilidad durante procesos repetidos de carga y descarga, una de las propiedades más importantes en supercapacitores, baterías híbridas, y electrodos avanzados.
Compatibilidad con procesos de alta energía
Las investigaciones también mostraron que los materiales grafénicos poseen suficiente estabilidad estructural para soportar impactos mecánicos intensos, mezclado energético, tratamientos térmicos y procesos electroquímicos posteriores sin perder completamente sus propiedades funcionales y en consecuencia pueden integrarse en procesos severos de manufactura como
- molienda mecánica de alta energía,
- tratamientos térmicos,
- mezclado con sales metálicas,
- y síntesis electroquímica avanzada.
Esto es importante porque muchos nanomateriales pierden funcionalidad estructural durante estos procesos. Sin embargo, los resultados reportados indican que los materiales utilizados conservaron propiedades funcionales relevantes incluso después del procesamiento.
¿Qué capacidades muestran estos materiales grafénicos?
Las investigaciones desarrolladas por la Universidad Autónoma de Chihuahua, CIMAV y colaboradores, bajo la dirección de la Dra. Claudia Nava-Dino desde 2018 han aportado evidencia científica relevante sobre el potencial del grafeno exfoliado y óxido de grafeno de Graphenemex® en tecnologías de almacenamiento de energía, ya que consistentemente han demostrado mejorar la estabilidad electroquímica, conducción electrónica y desempeño cíclico.
Hoy, estudios más recientes ayudan a explicar científicamente por qué ocurre este comportamiento. Un ejemplo es el artículo publicado en V. Bracamonte y cols., en el Batteries & Supercaps, 2026, donde se demuestra que el grafeno exfoliado (Graphenemex®) ofrece un equilibrio estructural entre conductividad eléctrica, defectos controlados y separación entre capas, favoreciendo la movilidad de iones de litio dentro del material. Estas observaciones coinciden directamente con los resultados reportados por C. Nava- Dino, reforzando el potencial de los materiales grafénicos de Graphenemex® para futuras aplicaciones en baterías, supercapacitores y dispositivos avanzados de almacenamiento energético.
Más allá de aplicaciones convencionales, los estudios también abren posibilidades para integrar estos nanomateriales en electrónica flexible, dispositivos inteligentes y sistemas avanzados de energía portátil.
Redacción: EF/Dania Hernández
