Nano-flores semiconductoras en el desarrollo de las futuras generaciones de baterías y células solares

Nano-flores semiconductoras en el desarrollo de las futuras generaciones de baterías y células solaresLas Nano-flores, estructuras de nueva creación compuestas de sulfuro de germanio (GES), tiene el potencial de abrir la puerta a la próxima generación de células solares y dispositivos de almacenamiento de energía. Estas “flores”, creadas por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte a partir del material semiconductor, disponen de una superficie enorme, gracias a que están compuestas por muchos pétalos extremadamente delgados.

La creación de estas nanoflores GES es emocionante porque nos da una superficie enorme en una pequeña cantidad de espacio“, dice el Dr. Linyou Cao, profesor asistente de ciencia de los materiales e ingeniería en NC State y coautor de un artículo sobre la investigación. “Esto podría aumentar significativamente la capacidad de las baterías de iones de litio, por ejemplo, ya que la estructura más delgada con un área superficial más grande puede contener más iones de litio. Por la misma razón, esta estructura de la flor GeS podría conducir a una mayor capacidad para supercondensadores, que también se utilizan para el almacenamiento de energía”.

Las estructuras en forma de flor fueron creadas por los investigadores a través de un proceso que comienza con la calefacción del polvo de Sulfuro de Germanio (GeS) en un horno, mediante vaporización. Después de eso, el vapor se sopla en un área más fría del horno, “donde el GeS condensa en una lámina estratificada que es sólo 20 a 30 nanómetros de espesor, y de hasta 100 micrómetros de largo. Dado que las capas adicionales se van añadiendo desde su centro, se crea un patrón floral similar a una caléndula o clavel”.

“Para obtener esta estructura, es muy importante controlar el flujo del vapor GeS,” dice Cao, “de manera que tenga tiempo para extenderse en capas, en lugar de la agregación en grumos”.

El GeS se comporta de manera similar al grafito, acomodándose en capas estructuralmente organizadas. Es considerablemente diferente del grafito en cuanto a su estructura atómica, sin embargo, el GES es un material excelente para la creación de células solares muy eficaces en la conversión de energía solar en electricidad. El GeS también es relativamente barato y no es tóxico, otra gran ventaja cuando hablamos  de células solares. En la actualidad, muchos de los procesos de fabricación utilizados por los productores de células solares son ‘caros’ y hacen uso de materiales tóxicos, aunque han continuado las mejoras en estas áreas en los últimos años.

El trabajo de investigación, llamado “El papel de difusión de capa límite en el crecimiento de la deposición de vapor nanoláminas calcogenuro: el caso del GeS”, acaba de ser publicado en la revista ACS Nano.

Visto en Clean Technica

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