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- Los investigadores crean una forma de carbono con una superficie asombrosa
- Esto puede permitir que el material atrape más sustancias, incluidos varios productos químicos.
- Los hipergólicos se utilizan ampliamente en la propulsión a chorro.
Investigadores de la Universidad de Cornell han desarrollado un material de carbono nanoporoso con la mayor superficie jamás conocida.
El avance utiliza una reacción química similar a la combustión del combustible para cohetes y podría usarse para mejorar las tecnologías de captura de dióxido de carbono y almacenamiento de energía, lo que podría conducir al desarrollo de la próxima generación de baterías.
Aumentar la porosidad del carbono es clave para mejorar su rendimiento en aplicaciones como la adsorción de contaminantes (donde los contaminantes se adhieren a la superficie del material) y el almacenamiento de energía. El nuevo material tiene una superficie de 4.800 metros cuadrados por gramo, lo que equivale al tamaño de un campo de fútbol americano, o de 11 canchas de baloncesto, condensadas en una cucharadita.
Un futuro brillante para las baterías
“Obtener más superficie por masa es muy importante, pero se puede llegar a un punto en el que no quede material, solo es aire”, dijo el investigador principal Emanuel Giannellis del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Cornell Engineering. es ¿Cuánta de esa porosidad se puede introducir y aún quedar estructura, junto con suficiente rendimiento para hacer algo práctico con ella?
Gianellis colaboró con el investigador postdoctoral Nikolaos Chalambis, quien adaptó reacciones hiperbólicas (reacciones químicas de alta energía típicamente utilizadas en la propulsión de cohetes) para fabricar este carbono.
Al perfeccionar el proceso, pudieron lograr una porosidad muy alta, explicó Chalambis. Anteriormente, este tipo de reacciones sólo se utilizaban en aplicaciones aeroespaciales, pero su naturaleza rápida e intensa ha demostrado ser ideal para crear nuevas nanoestructuras.
El proceso se detalla en ACS NanoComienza con sacarosa y una plantilla que dirige la formación de la estructura de carbono. Cuando se combina con ciertos químicos, la reacción excesiva produce nanotubos de carbono que contienen anillos moleculares pentagonales altamente reactivos. El tratamiento posterior con hidróxido de potasio elimina las estructuras menos estables, dejando una red de poros microscópicos.
el Los investigadores dicen El material absorbe dióxido de carbono con casi el doble de eficacia que el carbón activado convencional, alcanzando el 99% de su capacidad total en menos de dos minutos. También mostró una densidad de energía volumétrica de 60 vatios-hora por litro, cuatro veces mayor que la de las alternativas comerciales. Esto los hace particularmente prometedores para baterías y celdas de energía pequeñas, donde el almacenamiento eficiente de energía en espacios compactos es crucial, y abre caminos para el diseño de electrocatalizadores y aleaciones de nanopartículas.
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