La técnica conocida como ‘sustitución galvánica’ ha permitido a un grupo de investigadores, liderados desde la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur), construir nanoestructuras huecas en las que se puede controlar su composición y estructura porosa
De esta forma se pueden crear diminutas ‘nanojaulas’ de óxido de hierro (Fe2O3) que funcionan bien como material del ánodo en las baterías de ion litio, según publica la revista Science.
El molde inicial está constituido por nanocristales de óxido de manganeso (Mn3O4), que se va disolviendo en una solución mientras que sobre ellos se van depositando y formando los ‘barrotes’ de óxido de hierro. Durante este proceso se produce una incorporación, retirada y reemplazo de átomos en los nanocristales a través de reacciones de oxidación-reducción o redox.
“La sustitución galvánica ya permitía controlar la composición y porosidad en nanopartículas metálicas, pero ahora se demuestra que también es válida para los óxidos metálicos –como el del manganeso–”, explica a SINC Andreu Cabot.
El investigador, junto a su colega María Ibáñez del Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) y la Universidad de Barcelona, destacan en Science la importancia del estudio y hacen una revisión de los procesos que se usan en la actualidad para transformar químicamente los materiales a escala nanométrica.
“La nueva herramienta tiene la particularidad de producir partículas porosas o huecas, y por lo tanto permite producir nanocompuestos altamente porosos con una gran variedad de composiciones”, comenta Cabot.
“Como ejemplo del gran potencial de la sustitución galvánica –prosigue– estaría la fabricación de baterías de ion litio con mayor capacidad especifica y mejor estabilidad, dos ventajas asociadas a la gran porosidad de los nanocompuestos producidos mediante este nuevo mecanismo”.
El galvanismo es la electricidad producida por una reacción química, y la corrosión galvánica, el proceso que se produce cuando un metal está en contacto eléctrico con otro en un medio húmedo. La reacción galvánica se aprovecha para generar el voltaje de las pilas y baterías, pero la nueva técnica supone toda una novedad.
En la actualidad los mecanismos que se usan para modificar la composición de nanocristales en solución permiten incorporar, extraer o intercambiar de forma muy precisa átomos de nanocristales. Así se modifica su composición y propiedades, además de su rendimiento en dispositivos de conversión y almacenamiento de energía, entre otros.
El uso de múltiples mecanismos de transformación química permite producir una variedad casi ilimitada de nanoestructuras con composición controlada. Los científicos confían en que este extraordinario control ayude a diseñar y producir nanomateriales mucho más eficientes en campos tan diversos como catálisis, termoelectricidad, baterías, biotecnología o magnetismo.
Fuente: Sinc y Econoticias. Aportado por Eduardo J. Carletti
Más información:
- Creando circuitos autorreparables indestructibles
- Perspectivas en la generación fotovoltaica solar
- Memristores: el futuro de las memorias para computadoras
- Científicos de IBM trabajan en la fabricación de chips de ADN
- Minigeneradores producen energía a partir de las vibraciones azarosas en el ambiente
- Científicos logran robar electrones de la fotosíntesis de las algas
- Crean láminas flexibles que capturan eficientemente energía del movimiento
- Una batería que durará 25 años
- Desarrollan un nuevo material basado en el silicio
- Un nuevo grafeno magnético puede revolucionar la electrónica