Los investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, están trabajando para desarrollar un método para convertir el agua y el dióxido de carbono en la energía renovable del futuro, utilizando la energía del sol y el grafeno aplicados a la superficie del carburo de silicio cúbico. Ahora han tomadoun paso importante hacia este objetivo, y desarrolló un método que hace posible producir grafeno con varias capas en un proceso estrictamente controlado.
El grupo de investigación también ha demostrado que el grafeno actúa como un superconductor en ciertas condiciones. Sus resultados han sido publicados en revistas científicas carbono y Nano letras .
Carbono, oxígeno e hidrógeno. Estos son los tres elementos que obtendría si desarmara las moléculas de dióxido de carbono y agua. Los mismos elementos son los componentes básicos de las sustancias químicas que utilizamos como combustible, como el etanol y el metano.La conversión de dióxido de carbono y agua en combustible renovable, si es posible, proporcionaría una alternativa a los combustibles fósiles y contribuiría a reducir nuestra emisión de dióxido de carbono a la atmósfera. Jianwu Sun, profesor titular de la Universidad de Linköping, está tratando de encontrar una manera dehaz exactamente eso
El primer paso es desarrollar el material que planean usar. Los investigadores de la Universidad de Linköping han desarrollado previamente un método líder mundial para producir carburo de silicio cúbico, que consiste en silicio y carbono. La forma cúbica tiene la capacidad de capturar energía deel sol y crear portadores de carga. Sin embargo, esto no es suficiente. El grafeno, uno de los materiales más delgados jamás producidos, juega un papel clave en el proyecto. El material comprende una sola capa de átomos de carbono unidos entre sí en una red hexagonalEl grafeno tiene una alta capacidad para conducir una corriente eléctrica, una propiedad que sería útil para la conversión de energía solar. También tiene varias propiedades únicas, y los posibles usos del grafeno se están estudiando ampliamente en todo el mundo.
En los últimos años, los investigadores han intentado mejorar el proceso mediante el cual el grafeno crece en una superficie para controlar las propiedades del grafeno. Su progreso reciente se describe en un artículo en la revista científica carbono .
"Es relativamente fácil cultivar una capa de grafeno en carburo de silicio. Pero es un gran desafío cultivar grafeno uniforme de área grande que consta de varias capas una encima de la otra. Ahora hemos demostrado que es posible cultivargrafeno uniforme que consta de hasta cuatro capas de forma controlada ", dice Jianwu Sun, del Departamento de Física, Química y Biología de la Universidad de Linköping.
Una de las dificultades que plantea el grafeno multicapa es que la superficie se vuelve desigual cuando crecen diferentes números de capas en diferentes lugares. El borde cuando termina una capa tiene la forma de una pequeña escalera a nanoescala. Para los investigadores, que quieren grandesáreas planas, estos pasos son un problema. Es particularmente problemático cuando los pasos se juntan en una ubicación, como una escalera construida incorrectamente en la que varios pasos se han unido para formar un gran paso. Los investigadores ahora han encontrado una manera de eliminar estos grandespasos haciendo crecer el grafeno a una temperatura cuidadosamente controlada. Además, los investigadores han demostrado que su método permite controlar cuántas capas contendrá el grafeno. Este es el primer paso clave en un proyecto de investigación en curso cuyo objetivo es hacer combustiblede agua y dióxido de carbono.
en un artículo muy relacionado en la revista Nano letras , los investigadores describen investigaciones sobre las propiedades electrónicas del grafeno multicapa cultivado en carburo de silicio cúbico.
"Descubrimos que el grafeno multicapa tiene propiedades eléctricas extremadamente prometedoras que permiten que el material se use como superconductor, un material que conduce corriente eléctrica con resistencia eléctrica cero. Esta propiedad especial surge únicamente cuando las capas de grafeno están dispuestas de una manera especialuno en relación con el otro ", dice Jianwu Sun.
Los cálculos teóricos habían pronosticado que el grafeno multicapa tendría propiedades superconductoras, siempre que las capas estén dispuestas de una manera particular. En el nuevo estudio, los investigadores demuestran experimentalmente por primera vez que este es el caso. Se utilizan materiales superconductores,entre otros, imanes superconductores: imanes extremadamente potentes que se encuentran en cámaras de resonancia magnética para investigaciones médicas y en aceleradores de partículas para investigación. Hay muchas áreas potenciales de aplicación para superconductores, como líneas de suministro eléctrico con pérdida de energía cero ytrenes de velocidad que flotan en un campo magnético. Su uso está actualmente limitado por la incapacidad de producir superconductores que funcionen a temperatura ambiente: los superconductores disponibles actualmente funcionan solo a temperaturas extremadamente bajas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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