• Universitat de València

Els nanocompòsits s'estan convertint en materials de gran interés per a aplicacions relacionades amb el magatzematge d'energia a causa de les propietats aportades pels seus diferents constituents. Entre els possibles nanocompòsits que s'estan sintetitzant, els que procedeixen d'hidròxids dobles laminars (LDH) estan despertant una particular atenció, especialment els nanocompòsits de carboni i òxids metàl·lics, per les seues potencials aplicacions en dispositius electroquímics com supercapacitors. No obstant això, la majoria dels nous materials investigats resulten inviables des del punt de vista comercial, pel seu elevadíssim cost i el complex de la seua fabricació.

Personal investigador de la Universitat de València han dissenyat nous nanocompòsits de baix cost amb excel·lents propietats de supercapacitància i magnetoresistència gegant (GMR). Els nanocompòsits s'obtenen mitjançant un procés simple, d'una sola etapa, a baixa temperatura, i a partir de materials d'elevada disponibilitat i baix cost, com són els LDH. Els nanocompòsits estan formats per nanopartícules (NPs) magnètiques d'un aliatge metàl·lic (per exemple, FeNi3) i una matriu de carboni nanoestructurat.

Les NPs poden eliminar-se fàcilment en un següent pas, per lixiviació àcida del compòsit híbrid, permetent aïllar nanoformes de carboni diverses, incloent nanocebes de carboni i nanotubs de carboni multicapes. Aquesta metodologia obri la porta a la síntesi d'aquestes noves formes de carboni, de baix cost i més respectuosa amb el medi ambient.

Els nanocompòsits desenvolupats són aplicables en qualsevol mena de dispositiu que requerisca materials amb propietats de supercapacitància. Els supercapacitors s'empren principalment en emmagatzematge d'energia: estabilització del subministrament d'energia elèctrica, unitats de suport auxiliar de vehicles, substitució de bateries en algunes aplicacions específiques, etc. D'altra banda, a causa de les propietats GMR, aquests materials també són útils per a aplicacions d'espintrònica, com podrien ser capçals de lectura de discos durs i sensors magnètics. Finalment, les nanoformes de carboni resultants tenen una àmplia gamma de possibles aplicacions en ciència de materials, electrònica i nanotecnologia.

Els nanocompòsits desenvolupats presenten els següents avantatges:

• Baix cost: s'obtenen mitjançant un procés químic d'una sola etapa amb un únic precursor, a baixa temperatura, i amb materials accessibles, no contaminants i econòmics.
• Supercapacitància: presenten valors de capacitància específica molt superiors a les obtingudes mitjançant elèctrodes comercials de carboni nanoestructurat.
• Bona ciclabilitat: els assajos realitzats de ciclabilitat auguren bones perspectives quant a la seua estabilitat electroquímica i mecànica.

En paral·lel als seus avantatges com supercapacitors, els nanocompòsits presenten altres avantatges, associades a les següents propietats addicionals:

• Magnetoresistència gegant: s'observa aquesta propietat a temperatura ambient i sense necessitat d'aplicar camps magnètics elevats.
• Font de nanoformes de carboni: partint dels nanocompòsits, pot obtindre's una mescla de nanoformes de carboni consistent en nanocebes de carboni i nanotubs de carboni multicapes.

• Patent concedida