MATERIALES AVANZADOS DE BAJO COSTO CON POTENCIAL APLICACIÓN TECNOLÓGICA EN ENERGÍAS ALTERNATIVAS

VALERIA C. FUERTES

Mar del Plata, Buenos Aires

Congreso; XVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía (AACr).; 2023

INTEMA, UNMDP, AACr.

En los últimos años, y debido a la creciente demanda energética, se ha generado la necesidad de desarrollar nuevos materiales que puedan desempeñarse en dispositivos tecnológicos con mayor rendimiento, menores costos de fabricación y que eviten generar compuestos contaminantes para el ambiente. Se ha vuelto primordial la obtención de precursores o reactantes a partir de biomasa o material de desecho, y es por esto que se están desarrollando nuevos métodos de síntesis que persigan la disminución de los costos generales de manufactura y promuevan el reciclaje, así como también que optimicen la morfología, el tamaño o la superficie de los materiales. Incluso, la combinación de materiales de distinta naturaleza (compósitos) puede promover una sinergia particular que potencia alguna propiedad específica.Un ejemplo lo constituye el arroz, el cereal más cultivado del mundo. Cerca del 25% de la producción total corresponde a su cáscara, y una de sus características más notables es el alto contenido de sílice (~15% de su masa total). Recientemente, algunos trabajos han informado que la sílice contenida en diferentes biomasas y productos de desecho puede usarse en la síntesis de materiales mesoporosos como MCM-41, MCM-48 y SBA-15. Estos materiales son silicatos con disposición hexagonal uniforme y unidireccional, con un diámetro de poro comprendido entre 2 y 20 nm, y una elevada superficie específica de 500 a 1200 m2 g-1. Además, tienen alta resistencia térmica y estabilidad estructural que permiten su uso en procesos que ocurren a temperaturas relativamente altas (400-800 °C). Normalmente, estos materiales se fabrican a partir de tetraetoxisilano (TEOS) o silicato de sodio (Na2SiO3); sin embargo, el uso de residuos agrícolas como fuente de silicio ayuda a disminuir el costo de preparación de dichos materiales y conduce a un método de síntesis más respetuoso con el ambiente.Por otra parte, luego del descubrimiento del grafeno, los nanomateriales han sido ampliamente estudiados debido a sus propiedades y potenciales aplicaciones en ciencia y tecnología. Dentro de los nanomateriales grafénicos más estudiados en los últimos años, el óxido de grafeno (GO) ha surgido como una alternativa versátil, escalable y accesible. El GO posee propiedades únicas, tales como una gran área superficial y la presencia de grupos funcionales oxigenados sobre los planos basales y bordes de las láminas, posicionándolo como un material de gran interés en diversas áreas de aplicación, como el sensado de moléculas y la adsorción de contaminantes.En esta presentación se expondrán algunos de los aportes de nuestro grupo de trabajo a estas temáticas. Por un lado, se mostrará una novedosa metodología para sintetizar óxidos con estructura de tipo perovskita dentro de moldes mesoporosos rígidos obtenidos a partir de la pirolisis rápida de cáscara de arroz y su potencial aplicación como electrodo en celdas de combustible de óxido sólido. Por otro, se presentará la obtención de GO reducido a diferentes temperaturas y su empleo en compósitos perovskita/material carbonoso para la preparación de electrodos con potencial aplicación en supercapacitores de alta eficiencia.