Electrocatalizador de nanocristales para pilas de combustible

Científicos de China y EEUU han desarrollado un nuevo tipo de electrocatalizador de nanocristales para pilas de combustible. Dentro de unos años, este material de nitruro de cromo no noble podría ser una alternativa real al platino, extremadamente caro.

Las pilas de combustible de membrana electrolítica de polímeros (PEMFCs) tienen una elevada eficacia de conversión de energía, lo que hace que resulten prometedoras para aplicaciones en el campo del transporte. Se cree que son el mejor tipo de pila de combustible para reemplazar finalmente a los motores de combustión interna diesel y de gasolina. Aunque, por ser muy activo, el platino es el material de uso más extendido como catalizador en las PEMFC, se trata de un metal noble muy caro que, hoy por hoy, está frenando la difusión de los PEMFC.

Ahora, Huamin Zhang, de la Academia China de las Ciencias, en Dalian, y sus colegas, han expuesto una posible alternativa a este metal noble. Aunque la actividad catalítica de los nanocristales de nitruro de cromo (CrN) es todavía, en cierto modo, menor que la del platino, se trata de un material no noble y, comparado con otros materiales investigados para el mismo fin su actividad es mejor, señala Zhang.
"Este trabajo es el primer informe sobre este material como catalizador de una pila de combustible", comentó para nanotechweb.org. "Una posterior optimización en la preparación del CrN podría mejorar su actividad, convirtiéndolo en una verdadera alternativa al platino, en cuanto a eficacia y coste".

Zhang y sus colegas comprobaron la actividad electromecánica de sus catalizadores probándolos en una pila de combustible individual y observaron que el material presentaba una actividad catalítica similar a la del platino, además de ser estable en una PEMFC a temperaturas de hasta 80°C.

Los investigadores esperan mejorar significativamente su material en tres años, optimizando su composición química y el modo de preparación del catalizador. También desarrollarán un proceso de fabricación para el montaje de electrodos de la membrana con el fin de mejorar aún más la actividad del catalizador.

Según Zhang, una vez hecho esto, se podría sacar el material al mercado, puesto que es barato y fácil de hacer.

Fuente: Nanotech Web

Efecto cuántico en nanocristales de silicio

Según un artículo publicado esta semana en SmallTimes.com, investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (National Renewable Energy Laboratory o NREL) del Departamento de Energía de los EEUU, en colaboración con Innovalight, afirman haber encontrado un nuevo e importante efecto llamado MEG (Multiple Exciton Generation) que tiene lugar de forma eficaz en los nanocristales de silicio. El resultado es la formación de más de un electrón por fotón absorbido.

El silicio es el material semiconductor predominante actualmente en las células solares y representa el 93% del mercado de las células fotovoltaicas. Hasta este descubrimiento, las investigaciones apuntaban a que el efecto MEG tenía lugar únicamente en nanocristales (también llamados puntos cuánticos) de materiales semiconductores que no se utilizan actualmente en las células solares presentes en el mercado, y que contienen materiales dañinos para el medioambiente (como el plomo). Los nuevos resultados abren la puerta a una posible aplicación de este efecto para mejorar considerablemente la eficacia de conversión de las células solares basadas en silicio, dado que la mayoría de la energía del sol se convierte en electricidad.

Se trata de un paso fundamental para hacer que la energía solar sea más competitiva frente a las fuentes de energía convencionales.

En un trabajo publicado el 24 de julio en la versión en línea de la revista Nano Letters Journal editada por la American Chemical Society, un equipo del NREL señaló que los nanocristales de silicio o puntos cuánticos obtenidos de Innovalight pueden producir más de un electrón a partir de fotones individuales de luz solar con longitudes de onda inferiores a 420nm. Según el equipo cuando las células solares fotovoltaicas de hoy en día absorben un fotón de luz solar, alrededor del 50% de la energía incidentese pierde en forma de calor. El efecto MEG permite convertir parte de esta energía (la que se pierde en forma de calor) en más electricidad.

Fuente: Smalltimes

Autoensemblaje de nanocristales

Autoensemblaje de nanocristales controlado por “Lab-in-a-drop”

A lo largo de toda la historia humana, las tecnologías han implicado habitualmente algún tipo de enfoque “de arriba abajo”, ya fuese para cortar un trozo de piedra de una gran roca o para utilizar micro o nanolitografía para grabar estructuras más pequeñas a partir de entidades mayores.

Por el contrario, el autoemsamblaje de nanoobjetos es un ejemplo de los nuevos enfoques tecnológicos “de abajo arriba” que pronto ofrecerán novedosos procesos de fabricación y productos con propiedades considerablemente mejoradas.

Concretamente, el autoensamblaje de nanocristales coloidales permite obtener estructuras con un nivel de ordenación elevado y facilita el uso de patrones de construcción en la optoelectrónica, la fotónica y la biodetección.

Lo que hace que los nanocristales resulten tan atractivos para los investigadores es el hecho de que las propiedades fundamentales para permitir el proceso de ordenación, entre las que se incluyen su tamaño, forma, protección de superficie, estabilización y carga, se pueden controlar junto con la estructura electrónica de cada nanocristal.

A modo de ejemplo, se ha desarrollado una técnica "lab-in-a-drop" donde se pueden producir una serie de nanoestructuras con las propiedades deseadas.

Fuente: Nanotech Now