2 de diciembre de 2016

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Construir grafeno a partir de la plata mejoraría las células solares

Construir grafeno a partir de la plata mejoraría las células solares

Construir grafeno a partir de la plata mejoraría las células solares
marzo 06
11:54 2014

grafeno

El grafeno es una sustancia formada por carbono puro, con átomos dispuestos en un patrón regular hexagonal similar al grafito, pero en una hoja de un átomo de espesor. Ha demostrado ser de gran utilidad a la hora de construir pantallas flexibles o nuevos sensores químicos o biológicos.

Uno de sus usos más reciente fue su gran potencial a la hora de construir placas solares. El Instituto de Ciencias Fotónicas demostró que  que el grafeno es capaz de convertir un fotón (partícula de luz) en múltiples electrones capaces de conducir corriente eléctrica.

Este prometedor descubrimiento convierte al grafeno en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada en semiconductores convencionales como el silicio”, señala Frank Koppens, miembro líder del IFCO, agregando que “en la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno un sólo fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados y, por lo tanto, una señala eléctrica mayor

El grafeno es un material impresionante pero tiene sus defectos.  A través de el la electricidad viaja mucho más rápido. El problema es que, en su forma natural no se puede controlar el flujo de energía a través de este material, por ello su uso en aplicaciones como las células solares se ve limitado.

Una solución potencial podría ser combinarlo con otros materiales, creando un híbrido que combine las características necesarias para que ambos elementos den “lo mejor de si mismos”.

Esto es algo en lo que ya están trabajando en la Universidad de Northwestern. Según Gigaom uno de sus estudiantes graduado ha encontrado la manera de combinar el grafeno con la plata, un elemento que ya se usa en este tipo de elementos. Hasta ahora no se había intentado llevar este proceso a cabo por que la plata no es compatible con el proceso común que se emplea para crear grafeno.

Aunque hay varios sistemas, normalmente el grafeno se fabrica en hornos equipados con gases como el metano y el propano. Cuando se alcanzan altas temperaturas el grafeno se separa de los gases y se deposita en hojas de cobres dentro del horno. Pero cuando se cambia el cobre por la plata el resultado no es el adecuado.

El metano no se descompone, solo rebota en la plata caliente y sigue siendo metano, así que no hay una fuente de carbono para que realmente crezca el grafeno” así lo explicaba un miembro del Laboratorio Nacional de Argonne.

Para que este proceso fuera posible llevarlo a cabo con plata, haría falta conseguir plata mucho más pura y plana. Para ello los investigadores de Northwestren y Argone cubrieron la plata con iones que se comían las impurezas de esta forma se aseguraban una superficie totalmente plana. La plata se almacenaba en un entorno vacío para limitar su exposición al aire y al agua. Y funcionó, el grafeno se depositó sobre la plata.

Con esta nueva técnica, el equipo también fue capaz de hacer crecer el grafeno sometiéndolo a 1.400 grados Fahrenheit, por debajo de la temperatura que se usa normalmente. La ventaja de trabajar a una temperatura más baja consiste en que se ralentiza en proceso de crecimiento, de esta forma se obtiene un mayor control sobre el grafeno.

Los investigadores creen que su trabajo podría tener grandes aplicaciones en los detectores de luz y en aquellos dispositivos que son capaces de absorberlas, como las células solares antes comentadas. Además también podría ser interesante emparejar el grafeno con otros materiales del tamaño de un átomo.

Imagen:  Argonne National Laboratory

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María Guilarte

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