Síntesis y caracterización de un nanomaterial grafeno-titanio para la conversión de energía limpia

Abstract

At the present time there is a special interest to find ways to improve the efficiency of devices for energy storage, distribution, conversion and generation. Among the options being investigated, nanotechnology has been found to have a great potential to solve this issues. Particularly when it comes to energy conversion, form chemical to electrical energy or from solar to electrical energy, there is a need to synthetize and characterize nanomaterials that have good electrochemical properties for its use in more efficient energy conversion devices and also they must be affordable and ecologic. To this day this kind of material hasn´t been found to replace the ones that are used today. In this project, the development of a nanomaterial based on graphene combined with a metal (titanium) is proposed. This nanomaterial will be synthetized by a simple, sonication assisted mix. The characterization of this composite will be done by X-Ray Diffraction, Infrared Spectroscopy, Scanning Electronic Microscopy. Electrochemical properties will be characterized by Electrochemical Impedance Spectroscopy. The product of this investigation will contribute to the state of art in the research currently being done about synthesis of nanomaterials for energy conversion purposes and the development of efficient and affordable energy conversion devices.

Actualmente existe un interés particular por encontrar formas de mejorar la eficiencia de los dispositivos energéticos de generación, almacenamiento, distribución, conversión, entre otros. Entre las opciones que se investigan para lograr este objetivo, se ha encontrado un gran potencial en la nanotecnología. Particularmente en lo que se refiere a la conversión de energía, ya sea de energía química a eléctrica o energía solar a eléctrica, existe la necesidad de sintetizar y caracterizar nanomateriales que tengan propiedades electroquímicas adecuadas para su uso en dispositivos de conversión de energía más eficientes, además de tener un precio relativamente bajo y de ser amigables con el medio ambiente, ya que hasta este momento no se ha conseguido encontrar un nanomaterial que cumpla estas características y que pueda sustituir a los que se utilizan en la actualidad. En este proyecto de investigación, se plantea el desarrollo de un nanomaterial basado en grafeno combinado con un metal, en este caso el titanio. Este nanomaterial se sintetizará por medio de una mezcla asistida por sonicación, además, se realizará la caracterización del compósito sintetizado para determinar las propiedades fisicoquímicas por los métodos de Difracción de Rayos X, Espectroscopía Infrarroja, Microscopía Electrónica de Barrido, y también las propiedades electroquímicas empleando el método de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica. El producto de esta investigación dará una aportación al estado del arte en síntesis de nanomateriales para la conversión de energía, además de contribuir a las investigaciones que permitirán sentar las bases en el desarrollo de dispositivos de conversión de energía altamente eficientes y de bajo costo.