Utilizar el grafeno para mejorar el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento de energía ha sido un objetivo clave desde que se aisló el material 2D. Tan pronto como se establecieron los primeros fabricantes comerciales de grafeno, ha habido un flujo constante de anuncios relacionados con las baterías, pero quizás ninguno sea tan significativo como la noticia de 2023 de la entrada de Evonik en este campo con su inversión en SuperC.
El grafeno se ha propuesto y utilizado para numerosas funciones en aplicaciones de almacenamiento de energía, desde baterías de plomo-ácido a supercondensadores, pero el verdadero objetivo son las baterías de iones de litio. Este mercado está en auge; IDTechEx prevé que el mercado de baterías de iones de litio supere los 430.000 millones de dólares en 2033, por lo que incluso hacerse con una pequeña parte de este pastel es significativo. El mercado tiene varias aplicaciones, desde herramientas eléctricas hasta instalaciones residenciales, pero, por supuesto, la mayor parte se utilizará en el sector de la automoción. El papel del grafeno dentro de la batería ha vuelto a ser diverso; las empresas han propuesto utilizarlo como revestimiento de un colector de corriente o como red conductora habilitadora de soluciones alternativas como el litio-azufre. Sin embargo, el área predominante es el papel que puede desempeñar en la habilitación de ánodos de silicio o en la mejora del rendimiento de los electrodos de iones de litio de la generación actual.
IDTechEx lleva más de diez años informando sobre el grafeno y el almacenamiento de energía. Sus principales informes independientes sobre el tema incluyen perfiles de actores basados en entrevistas, previsiones de mercado y estudios comparativos. Para obtener más información, consulte «Evaluación del mercado del grafeno y los materiales 2D 2023-2033».
En febrero de 2023, Evonik anunció que había invertido en el fabricante de grafeno SuperC, con sede en China. Esta inversión procede de su Fondo Tecnológico para la Sostenibilidad, lanzado en 2022, que cuenta con un volumen total de inversión de 150 millones de euros. El comunicado de prensa afirma que la tecnología de SuperC puede «mejorar la autonomía, robustez, velocidad de carga y vida útil de las baterías de iones de litio». Y añade que «la adición de grafeno aumenta la conductividad eléctrica y térmica de las baterías para acelerar la carga y mejorar el rendimiento general. Las baterías también se vuelven más insensibles a la temperatura».
SuperC lleva mucho tiempo trabajando con grafeno y, en un momento en el que otros de los primeros fabricantes se han retirado, supone un bienvenido impulso para el sector. La empresa se fundó en 2011 (también conocida como Hefei Haizhou New Material Co) en Dongguan (China) y siempre se ha centrado en el almacenamiento de energía. Producen grafeno de pocas capas (FLG), y se informó de que establecieron una capacidad de 10.000 tpa para pastas de electrodos de grafeno para baterías. El comunicado de prensa señala también que la empresa va a establecer una nueva planta de producción en Hefei.
La ubicación también es significativa tanto en términos de la cadena de suministro de grafeno como de clientes. Los institutos de investigación y las empresas comerciales chinas han destacado mucho en el campo del grafeno, con una cuota notable de la capacidad mundial y un número dominante de patentes registradas. Un mercado clave para el grafeno es su uso como disipador de calor en los teléfonos inteligentes, liderado por los fabricantes chinos que suministran localmente a la industria de la electrónica de consumo. Del mismo modo, China, y en particular Hefei, es un lugar importante para la producción de baterías, lo que proporciona una ventaja estratégica clave para SuperC. Evonik, por su parte, se ha mostrado cada vez más activa en el sector de las baterías, con varios lanzamientos al mercado.
Éste no es el único titular sobre baterías de grafeno. En 2022, VoltaXplore (una empresa conjunta al 50% entre NanoXplore y Martinrea) encargó una instalación de demostración y, más recientemente, Nanotech Energy anunció para 2023 que planea una gigafactoría de 1.000 millones de libras en el Reino Unido. Ambas son dignas de mención, pero la combinación de una gran empresa química con un fabricante líder de grafeno, en una ubicación geográfica clave y con capacidades y relaciones demostradas en el ámbito de las baterías de iones de litio, podría tener una gran repercusión.
IDTechEx señala que, a pesar de toda la publicidad, el grafeno es sólo una solución. Se encuentra en una fase relativamente temprana de adopción, a diferencia de sus hermanos mayores, los MWCNT, que están experimentando una importante expansión comercial, como el último anuncio de que CATL utilizará el producto disperso de CNT de Toyocolor y las ampliaciones de LG Chem (véase el informe). Existe un importante know-how tanto en la dispersión como en la optimización de la carga y las propiedades correspondientes en combinación con otros aditivos conductores. El precio del grafeno será, por supuesto, un factor importante, pero a diferencia de otros mercados a los que se dirige el grafeno (por ejemplo, el plástico reciclado), el valor añadido y los márgenes correspondientes en el espacio de almacenamiento de energía son más atractivos. En cuanto a la próxima generación de baterías, hay muchas soluciones viables excepcionalmente bien financiadas tanto para los ánodos de silicio como, más adelante, para las baterías de estado sólido. La competencia es feroz, dada la cuantía del premio para el ganador.
