Síntesis de heteroestructuras a base de grafenos modificados no covalentemente para aplicaciones en almacenamiento y conversión de energía.

Resumen:

La escasez de energía y la contaminación ambiental son problemas graves que la humanidad estáempezando a sentir de manera concreta, y nuestro país no es ajeno a esta realidad. Resulta así, de urgente necesidad desarrollar métodos y materiales que permitan generar y almacenar energía de manera económica, limpia, renovable y segura. El empleo de energías renovables consiste de dos pasos: (i) convertir energía en combustible o electricidad a partir de fuentes renovables, especialmente del viento, sol y agua y (ii) disponer de dispositivos de almacenamiento de energía, esto se debe a las características intermitentes de la mayoría de las fuentes de energías renovables. Con este objetivo, se están realizando grandes esfuerzos en desarrollar celdas solares, celdas de combustible, supercapacitores, baterías de ion-litio y litio-oxigeno, entre otros dispositivos. Los materiales nanoestructurados y en particular los derivados de carbono son una parte muy importante en este tipo de dispositivos. Por tanto, la investigación en este tipo de materiales es un elemento muy importante para el desarrollo de las tecnologías necesarias para proporcionar un suministro limpio y eficiente de energía. El reciente desarrollo de los materiales 2D distintos al grafeno abre una oportunidad muy importante para lograr heteroestructuras con propiedades mejoradas respecto a los grafenos. En este proyecto apunta a comprender como la heterounión entre grafenos y otros materiales 2D pueden potenciarse sinérgicamente para mejorar las características fisicoquímicas específicas destinadas a aplicaciones en la conversión o almacenaje de energía. El diseño racional de las partes y su posterior autoensamblado puede ser una herramienta muy versátil y económica para obtener nuevos materiales que combinen múltiples funcionalidades, compensar debilidades e incluso generar nuevas propiedades, que permitan tener un rendimiento significativamente mejorado. Del estudio planteado se espera comprender como mediante la formación de una heterounión se puede modificar las características que controlan la actividad, la selectividad y la estabilidad del material como catalizador. Con estos conocimientos, se espera poder diseñar nuevos electrocatalizadores con un rendimiento mejorado. De la misma manera, se espera que distintas estrategias de combinación de materiales 2D y su posterior autoensamblado 3D proporcione estructuras con alta área superficial específica, baja resistencia eléctrica, control de porosidad y fisicoquímica superficial, todas propiedades muy importantes en dispositivos de almacenamiento. Los resultados obtenidos de este proyecto serán presentados en congresos específicos del área, publicados en revistas internacionales y/o patentados. Algunos de los resultados podrían, dada la simplicidad de la tecnología propuesta y la relación que se mantiene con empresas del sector energético, transferirse para la elaboración de un producto de alto valor agregado.

Financiamiento :

Externo

Área temática:

(FONCYT) Ciencias Químicas

Síntesis de heteroestructuras a base de grafenos modificados no covalentemente para aplicaciones en almacenamiento y conversión de energía.

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