A medida que la demanda mundial de energía sigue creciendo, el desarrollo de tecnologías más eficientes y sostenibles para generar y almacenar energía es cada vez más importante. Según el Dr. Wade Adams de Rice University, la energía será el problema más urgente que enfrenta la humanidad en los próximos 50 años y la nanotecnología tiene potencial para resolver este problema. [1] La nanotecnología , un campo relativamente nuevo de la ciencia y la ingeniería , se ha mostrado prometedor para tener un impacto significativo en la industria energética. La nanotecnología se define como cualquier tecnología que contiene partículas con una dimensión de menos de 100 nanómetros de longitud. A escala, una sola partícula de virus tiene aproximadamente 100 nanómetros de ancho.
Las personas en los campos de la ciencia y la ingeniería ya han comenzado a desarrollar formas de utilizar la nanotecnología para el desarrollo de productos de consumo . Los beneficios ya observados del diseño de estos productos son una mayor eficiencia de iluminación y calefacción , una mayor capacidad de almacenamiento eléctrico y una disminución en la cantidad de contaminación por el uso de energía. Beneficios como estos hacen que la inversión de capital en la investigación y el desarrollo de la nanotecnología sea una prioridad absoluta.
Nanomateriales de uso común en energía
Un subcampo importante de la nanotecnología relacionado con la energía es la nanofabricación , el proceso de diseño y creación de dispositivos a nanoescala. La capacidad de crear dispositivos de menos de 100 nanómetros abre muchas puertas para el desarrollo de nuevas formas de capturar, almacenar y transferir energía. Las mejoras en la precisión de las tecnologías de nanofabricación son fundamentales para resolver muchos problemas relacionados con la energía que el mundo enfrenta actualmente. [ cita requerida ]
Materiales a base de grafeno
Existe un enorme interés en el uso de materiales basados en grafeno para el almacenamiento de energía. La investigación sobre el uso del grafeno para el almacenamiento de energía comenzó muy recientemente, pero la tasa de crecimiento de la investigación relativa es rápida. [2]
El grafeno surgió recientemente como un material prometedor para el almacenamiento de energía debido a varias propiedades, como su bajo peso, inercia química y bajo precio. El grafeno es un alótropo del carbono que existe como una hoja bidimensional de átomos de carbono organizados en una red hexagonal. Una familia de materiales relacionados con el grafeno, llamados "grafenos" por la comunidad de investigadores, consiste en derivados estructurales o químicos del grafeno. [2] El grafeno de origen químico más importante es el óxido de grafeno (definido como una sola capa de óxido de grafito, [3] El óxido de grafito se puede obtener haciendo reaccionar el grafito con oxidantes fuertes, por ejemplo, una mezcla de ácido sulfúrico, nitrato de sodio y potasio permanganato [4] ) que generalmente se prepara a partir del grafito por oxidación a óxido de grafito y la consiguiente exfoliación. Las propiedades del grafeno dependen en gran medida del método de fabricación. Por ejemplo, la reducción del óxido de grafeno a grafeno da como resultado una estructura de grafeno que también tiene un átomo de espesor pero que contiene una alta concentración de defectos, como nanoagujeros y defectos de Stone-Wales . [5] Además, los materiales de carbono, que tienen una conductividad eléctrica relativamente alta y estructuras variables, se utilizan ampliamente en la modificación del azufre. Se han sintetizado compuestos de azufre-carbono con diversas estructuras y han mostrado un rendimiento electroquímico notablemente mejorado que el azufre puro, que es crucial para el diseño de baterías. [6] [7] [8] [9] El grafeno tiene un gran potencial en la modificación de un cátodo de azufre para baterías Li-S de alto rendimiento, que se ha investigado ampliamente en los últimos años. [2]
Nano semiconductores basados en silicio
Los nano semiconductores basados en silicio tienen la aplicación más útil en energía solar y también se ha estudiado ampliamente en muchos lugares, como la Universidad de Kioto . Utilizan nanopartículas de silicio para absorber una mayor variedad de longitudes de onda del espectro electromagnético . Esto se puede hacer colocando muchas varillas de silicio idénticas e igualmente espaciadas en la superficie. Además, la altura y la longitud del espacio deben optimizarse para alcanzar los mejores resultados. Esta disposición de partículas de silicio permite que la energía solar sea reabsorbida por muchas partículas diferentes, excitando electrones y dando como resultado que gran parte de la energía se convierta en calor. Entonces, el calor se puede convertir en electricidad. Investigadores de la Universidad de Kyoto han demostrado que estos semiconductores a nanoescala pueden aumentar la eficiencia en al menos un 40%, en comparación con las células solares normales. [10]
Materiales a base de nanocelulosa
La celulosa es el polímero natural más abundante en la tierra. Actualmente, las estructuras mesoporosas a base de nanocelulosa , las películas delgadas flexibles, las fibras y las redes se desarrollan y utilizan en dispositivos fotovoltaicos (PV), sistemas de almacenamiento de energía, recolectores de energía mecánica y componentes de catalizadores. La inclusión de nanocelulosa en esos dispositivos relacionados con la energía aumenta en gran medida la proporción de materiales ecológicos y es muy prometedora para abordar las preocupaciones ambientales relevantes. Además, la celulosa se manifiesta en promesas a gran escala y de bajo costo. [11]
Nanoestructuras en energía
Nanomateriales unidimensionales
Las nanoestructuras unidimensionales han demostrado ser prometedoras para aumentar la densidad de energía , la seguridad y el ciclo de vida de los sistemas de almacenamiento de energía , un área que necesita mejoras para las baterías de iones de litio . Estas nanoestructuras se utilizan principalmente en electrodos de batería debido a sus rutas de transporte de electrones y iones bi-continuos más cortos , lo que resulta en un mayor rendimiento de la batería. [12]
Además, las nanoestructuras 1D son capaces de aumentar el almacenamiento de carga mediante la doble capa, y también se pueden usar en supercondensadores debido a sus rápidos procesos redox de superficie pseudocapacitiva. En el futuro, el diseño novedoso y la síntesis controlable de estos materiales se desarrollarán mucho más en profundidad. Los nanomateriales 1D también son ecológicos y rentables . [13]
Nanomateriales bidimensionales
La característica más importante de los nanomateriales bidimensionales es que sus propiedades se pueden controlar con precisión. Esto significa que los nanomateriales 2D se pueden modificar y diseñar fácilmente en nanoestructuras . El espacio entre capas también se puede manipular para materiales sin capas, llamados canales nanofluídicos 2D. Los nanomateriales 2D también se pueden diseñar en estructuras porosas para ser utilizados en aplicaciones de almacenamiento de energía y catalíticas mediante la aplicación de cargas fáciles y transporte masivo. [14]
Los nanomateriales 2D también presentan algunos desafíos. Hay algunos efectos secundarios de modificar las propiedades de los materiales, como la actividad y la estabilidad estructural , que pueden verse comprometidos cuando se diseñan. Por ejemplo, la creación de algunos defectos puede aumentar el número de sitios activos para un mayor rendimiento catalítico, pero también pueden ocurrir reacciones secundarias que posiblemente dañen la estructura del catalizador. Otro ejemplo es que la expansión entre capas puede reducir la barrera de difusión de iones en la reacción catalítica, pero también puede reducir potencialmente su estabilidad estructural. Debido a esto, existe una compensación entre rendimiento y estabilidad. Un segundo problema es la coherencia en los métodos de diseño. Por ejemplo, las heteroestructuras son las estructuras principales del catalizador en el espacio entre capas y los dispositivos de almacenamiento de energía, pero estas estructuras pueden no comprender el mecanismo de la reacción catalítica o los mecanismos de almacenamiento de carga. Se requiere una comprensión más profunda del diseño de nanomateriales 2D, porque el conocimiento fundamental conducirá a métodos consistentes y eficientes para diseñar estas estructuras. Un tercer desafío es la aplicación práctica de estas tecnologías. Existe una gran diferencia entre las aplicaciones de nanomateriales 2D a escala de laboratorio y a escala industrial debido a su inestabilidad intrínseca durante el almacenamiento y el procesamiento. Por ejemplo, las estructuras de nanomateriales 2D porosas tienen bajas densidades de empaquetamiento, lo que las hace difíciles de empacar en películas densas. Aún se están desarrollando nuevos procesos para la aplicación de estos materiales a escala industrial. [14]
Aplicaciones
Baterías de alto rendimiento a base de litio y azufre
La batería de iones de litio es actualmente uno de los sistemas de almacenamiento de energía electroquímica más populares y se ha utilizado ampliamente en áreas que van desde la electrónica portátil hasta los vehículos eléctricos. [15] [16] Sin embargo, la densidad de energía gravimétrica de las baterías de iones de litio es limitada y menor que la de los combustibles fósiles. La batería de litio azufre (Li-S), que tiene una densidad de energía mucho mayor que la batería de iones de litio, ha atraído la atención mundial en los últimos años. [17] [18] Un grupo de investigaciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (subvención núm. 21371176 y 21201173) y el equipo de innovación científica y tecnológica de Ningbo (subvención núm. 2012B82001) han desarrollado una batería de litio-azufre basada en nanoestructura que consta de estructuras multicapa de nanocompuestos de grafeno / azufre / carbono. La nanomodificación del azufre puede aumentar la conductividad eléctrica de la batería y mejorar el transporte de electrones en el cátodo de azufre. Se puede diseñar y preparar con éxito un nanocompuesto de grafeno / azufre / carbono con una estructura multicapa (G / S / C), en el que el azufre nanométrico se coloca en capas a ambos lados de láminas de grafeno químicamente reducido y se cubre con capas de carbono amorfo. Esta estructura logra una alta conductividad y protección de la superficie del azufre simultáneamente y, por lo tanto, da lugar a un excelente rendimiento de carga / descarga. El compuesto G / S / C muestra características prometedoras como material de cátodo de alto rendimiento para baterías Li-S. [19]
Nanomateriales en células solares
Los nanomateriales de ingeniería son bloques de construcción clave de las células solares de la generación actual. [20] Las mejores células solares de hoy en día tienen capas de varios semiconductores diferentes apilados para absorber la luz a diferentes energías, pero aún así solo logran usar aproximadamente el 40% de la energía solar. Las células solares disponibles comercialmente tienen eficiencias mucho más bajas (15-20%). La nanoestructuración se ha utilizado para mejorar la eficiencia de las tecnologías fotovoltaicas (PV) establecidas, por ejemplo, mejorando la captación de corriente en dispositivos de silicio amorfo , [21] mejora plasmónica en células solares sensibilizadas con colorante, [22] y mejor captura de luz en silicio cristalino. . [23] Además, la nanotecnología podría ayudar a aumentar la eficiencia de la conversión de la luz utilizando las bandas prohibidas flexibles de los nanomateriales, [24] o controlando la directividad y la probabilidad de escape de fotones de los dispositivos fotovoltaicos. [25] El dióxido de titanio (TiO 2 ) es uno de los óxidos metálicos más ampliamente investigados para su uso en células fotovoltaicas en las últimas décadas debido a su bajo costo, benignidad ambiental, abundantes polimorfos , buena estabilidad y excelentes propiedades electrónicas y ópticas. [26] [27] [28] [29] [30] Sin embargo, sus prestaciones están muy limitadas por las propiedades de los propios materiales de TiO 2 . Una limitación es la amplia banda prohibida, lo que hace que el TiO 2 solo sea sensible a la luz ultravioleta (UV), que ocupa menos del 5% del espectro solar. [31] Recientemente, los nanomateriales estructurados núcleo-capa han atraído mucha atención ya que representan la integración de componentes individuales en un sistema funcional, mostrando propiedades físicas y químicas mejoradas (p. Ej., Estabilidad, no toxicidad, dispersabilidad, multifuncionalidad ), que no están disponibles en los componentes aislados. [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] Para los nanomateriales de TiO 2 , este diseño estructurado núcleo-capa proporcionaría una forma prometedora de superar sus desventajas, dando como resultado en mejores actuaciones. [41] [42] [43] En comparación con el material único de TiO 2 , los compuestos de TiO 2 estructurados núcleo-caparazón muestran propiedades ópticas y eléctricas sintonizables, incluso nuevas funciones, que se originan a partir de las estructuras únicas núcleo-caparazón. [31]
Aditivos de combustible de nanopartículas
Los nanomateriales se pueden utilizar de diversas formas para reducir el consumo de energía. Los aditivos de combustible de nanopartículas también pueden ser de gran utilidad para reducir las emisiones de carbono y aumentar la eficiencia de los combustibles de combustión. Se ha demostrado que las nanopartículas de óxido de cerio son muy buenas para catalizar la descomposición de hidrocarburos no quemados y otras emisiones de partículas pequeñas debido a su alta relación área de superficie a volumen, así como para reducir la presión dentro de la cámara de combustión de los motores para aumentar la eficiencia del motor y frenar Emisiones de NO x . [44] La adición de nanopartículas de carbono también ha aumentado con éxito la velocidad de combustión y el retraso de la ignición en el combustible para aviones. [45] Los aditivos de nanopartículas de hierro para biodiésel y combustibles diesel también han mostrado una disminución en el consumo de combustible y las emisiones volumétricas de hidrocarburos en un 3-6%, monóxido de carbono en un 6-12% y óxidos de nitrógeno en un 4-11% en un estudio. [46]
Impactos ambientales y de salud de los aditivos para combustibles
Si bien los nanomateriales pueden aumentar la eficiencia energética del combustible de varias maneras, un inconveniente de su uso radica en el efecto de las nanopartículas en el medio ambiente. Con los aditivos de nanopartículas de óxido de cerio en el combustible, se pueden emitir trazas de estas partículas tóxicas dentro del escape. Se ha demostrado que los aditivos de óxido de cerio en el combustible diesel causan inflamación pulmonar y aumento del líquido de lavado alveolar bronquial en ratas. [44] Esto es preocupante, especialmente en áreas con mucho tráfico por carretera, donde es probable que estas partículas se acumulen y causen efectos adversos para la salud. Las nanopartículas de origen natural creadas por la combustión incompleta de combustibles diesel también contribuyen en gran medida a la toxicidad de los humos de diesel. Es necesario realizar más investigaciones para determinar si la adición de nanopartículas artificiales a los combustibles disminuye la cantidad neta de emisiones de partículas tóxicas debidas a la combustión. [44]
Beneficios económicos
El cambio relativamente reciente hacia el uso de la nanotecnología con respecto a la captura, transferencia y almacenamiento de energía ha tenido y seguirá teniendo muchos impactos económicos positivos en la sociedad. El control de materiales que la nanotecnología ofrece a los científicos e ingenieros de productos de consumo es uno de los aspectos más importantes de la nanotecnología y permite mejorar la eficiencia de una variedad de productos. Una captura y almacenamiento de energía más eficientes mediante el uso de nanotecnología puede conducir a una disminución de los costos de energía en el futuro, ya que los costos de preparación de los nanomateriales se vuelven menos costosos con un mayor desarrollo.
Un problema importante con la generación de energía actual es la generación de calor residual como subproducto de la combustión. Un ejemplo común de esto es un motor de combustión interna . El motor de combustión interna pierde alrededor del 64% de la energía de la gasolina en forma de calor y una mejora de esto por sí sola podría tener un impacto económico significativo. [47] Sin embargo, mejorar el motor de combustión interna a este respecto ha demostrado ser extremadamente difícil sin sacrificar el rendimiento. La mejora de la eficiencia de las pilas de combustible mediante el uso de nanotecnología parece ser más plausible mediante el uso de catalizadores adaptados molecularmente , membranas poliméricas y un mejor almacenamiento de combustible.
Para que funcione una pila de combustible, en particular de la variante de hidrógeno , se necesita un catalizador de metal noble (normalmente platino , que es muy caro) para separar los electrones de los protones de los átomos de hidrógeno. [48] Sin embargo, los catalizadores de este tipo son extremadamente sensibles a las reacciones de monóxido de carbono . Para combatir esto, se utilizan alcoholes o compuestos de hidrocarburos para reducir la concentración de monóxido de carbono en el sistema. Utilizando la nanotecnología, se pueden diseñar catalizadores mediante nanofabricación que limitan la combustión incompleta y así disminuyen la cantidad de monóxido de carbono, mejorando la eficiencia del proceso.
Ver también
- Nanotecnología
- Energía
- Pila de combustible
Referencias
- ^ TEDxHouston 2011 - Wade Adams - Nanotechnology and Energy , consultado el 28 de abril de 2020
- ^ a b c Pumera, Martin (1 de marzo de 2011). "Nanomateriales basados en grafeno para almacenamiento de energía" . Ciencias de la energía y el medio ambiente . 4 (3): 668–674. doi : 10.1039 / C0EE00295J . ISSN 1754-5706 .
- ^ Zhu, Yanwu; Murali, Shanthi; Cai, Weiwei; Li, Xuesong; Suk, Ji Won; Potts, Jeffrey R .; Ruoff, Rodney S. (2010). "Grafeno y óxido de grafeno: síntesis, propiedades y aplicaciones". Materiales avanzados . 22 (35): 3906–3924. doi : 10.1002 / adma.201001068 . ISSN 1521-4095 . PMID 20706983 .
- ^ Tjong, Sie Chin (1 de enero de 2014). "Síntesis y características de propiedades estructurales-mecánicas de nanocompuestos de polímero de grafeno" . En Tjong, Sie-Chin (ed.). 10 - Síntesis y características de propiedades estructurales-mecánicas de nanocompuestos de grafeno-polímero . Materiales nanocristalinos (segunda edición) . Elsevier. págs. 335–375. doi : 10.1016 / B978-0-12-407796-6.00010-5 . ISBN 978-0-12-407796-6. Consultado el 4 de mayo de 2020 .
- ^ Gómez-Navarro, Cristina; Meyer, Jannik C .; Sundaram, Ravi S .; Chuvilin, Andrey; Kurasch, Simon; Burghard, Marko; Kern, Klaus; Kaiser, Ute (14 de abril de 2010). "Estructura atómica del óxido de grafeno reducido". Nano Letras . 10 (4): 1144-1148. Código bibliográfico : 2010NanoL..10.1144G . doi : 10.1021 / nl9031617 . ISSN 1530-6984 . PMID 20199057 .
- ^ Jayaprakash, N .; Shen, J .; Moganty, Surya S .; Corona, A .; Archer, Lynden A. (2011). "Compuestos porosos huecos de carbono @ azufre para baterías de litio-azufre de alta potencia". Angewandte Chemie International Edition . 50 (26): 5904–5908. doi : 10.1002 / anie.201100637 . ISSN 1521-3773 . PMID 21591036 .
- ^ Schuster, Jörg; Él, Guang; Mandlmeier, Benjamin; Yim, Taeeun; Lee, Kyu Tae; Bein, Thomas; Nazar, Linda F. (2012). "Nanopartículas de carbono mesoporosas ordenadas esféricas con alta porosidad para baterías de litio-azufre". Angewandte Chemie International Edition . 51 (15): 3591–3595. doi : 10.1002 / anie.201107817 . ISSN 1521-3773 . PMID 22383067 .
- ^ Zheng, Guangyuan; Yang, Yuan; Cha, Judy J .; Hong, Seung Sae; Cui, Yi (12 de octubre de 2011). "Cátodos de azufre encapsulados en nanofibras de carbono huecas para baterías de litio recargables de alta capacidad específica". Nano Letras . 11 (10): 4462–4467. Código Bibliográfico : 2011NanoL..11.4462Z . doi : 10.1021 / nl2027684 . ISSN 1530-6984 . PMID 21916442 .
- ^ Ji, Xiulei; Lee, Kyu Tae; Nazar, Linda F. (junio de 2009). "Un cátodo de carbono-azufre nanoestructurado altamente ordenado para baterías de litio-azufre" . Materiales de la naturaleza . 8 (6): 500–506. Código Bibliográfico : 2009NatMa ... 8..500J . doi : 10.1038 / nmat2460 . ISSN 1476-4660 . PMID 19448613 .
- ^ Cómo la nanotecnología está impulsando la energía solar , consultado el 29 de abril de 2020
- ^ Wang, Xudong; Yao, Chunhua; Wang, Fei; Li, Zhaodong (2017). "Nanomateriales a base de celulosa para aplicaciones energéticas" . Pequeño . 13 (42): 1702240. doi : 10.1002 / smll.201702240 . ISSN 1613-6829 . PMC 5837049 . PMID 28902985 .
- ^ Wei, Qiulong; Xiong, Fangyu; Tan, Shuangshuang; Huang, Lei; Lan, Esther H .; Dunn, Bruce; Mai, Liqiang (2017). "Nanomateriales unidimensionales porosos: diseño, fabricación y aplicaciones en almacenamiento de energía electroquímica" . Materiales avanzados . 29 (20): 1602300. doi : 10.1002 / adma.201602300 . ISSN 1521-4095 . PMID 28106303 .
- ^ Chen, Cheng; Fan, Yuqi; Gu, Jianhang; Wu, Liming; Passerini, Stefano; Mai, Liqiang (21 de marzo de 2018). "Nanomateriales unidimensionales para almacenamiento de energía". Revista de Física D: Física Aplicada . 51 (11): 113002. Código Bibliográfico : 2018JPhD ... 51k3002C . doi : 10.1088 / 1361-6463 / aaa98d . ISSN 0022-3727 .
- ^ a b Zhu, Yue; Peng, Lele; Fang, Zhiwei; Yan, Chunshuang; Zhang, Xiao; Yu, Guihua (2018). "Ingeniería estructural de nanomateriales 2D para almacenamiento de energía y catálisis". Materiales avanzados . 30 (15): 1706347. doi : 10.1002 / adma.201706347 . PMID 29430788 .
- ^ Goodenough, John B .; Kim, Youngsik (9 de febrero de 2010). "Desafíos para las baterías de litio recargables †". Química de Materiales . 22 (3): 587–603. doi : 10.1021 / cm901452z . ISSN 0897-4756 .
- ^ Bruce, Peter G .; Scrosati, Bruno; Tarascon, Jean-Marie (7 de abril de 2008). "Nanomateriales para baterías de litio recargables". Angewandte Chemie International Edition . 47 (16): 2930-2946. doi : 10.1002 / anie.200702505 . ISSN 1433-7851 . PMID 18338357 .
- ^ Bruce, Peter G .; Freunberger, Stefan A .; Hardwick, Laurence J .; Tarascon, Jean-Marie (15 de diciembre de 2011). "Baterías Li-O2 y Li-S con alto almacenamiento de energía". Materiales de la naturaleza . 11 (1): 19-29. doi : 10.1038 / nmat3191 . ISSN 1476-1122 . PMID 22169914 .
- ^ Barghamadi, Marzieh; Kapoor, Ajay; Wen, Cuie (2013). "Una revisión sobre las baterías Li-S como una batería de litio recargable de alta eficiencia". Revista de la Sociedad Electroquímica . 160 (8): A1256 – A1263. doi : 10.1149 / 2.096308jes . hdl : 1959.3 / 351310 . ISSN 0013-4651 .
- ^ Jin, Kangke; Zhou, Xufeng; Liu, Zhaoping (1 de septiembre de 2015). "Nanocompuesto de grafeno / azufre / carbono para baterías de litio-azufre de alto rendimiento" . Nanomateriales . 5 (3): 1481–1492. doi : 10.3390 / nano5031481 . ISSN 2079-4991 . PMC 5304645 . PMID 28347077 .
- ^ Li, Wei; Elzatahry, Ahmed; Aldhayan, Dhaifallah; Zhao, Dongyuan (12 de noviembre de 2018). "Nanomateriales de dióxido de titanio con estructura de núcleo-carcasa para la utilización de energía solar" . Reseñas de la Sociedad Química . 47 (22): 8203–8237. doi : 10.1039 / C8CS00443A . ISSN 1460-4744 . PMID 30137079 .
- ^ Johlin, Eric; Al-Obeidi, Ahmed; Nogay, Gizem; Stuckelberger, Michael; Buonassisi, Tonio; Grossman, Jeffrey C. (2016). "Estructuración de nanoagujeros para mejorar el rendimiento de la energía fotovoltaica de silicio amorfo hidrogenado" (PDF) . Materiales e interfaces aplicados ACS . 8 (24): 15169-15176. doi : 10.1021 / acsami.6b00033 . hdl : 1721,1 / 111823 . ISSN 1944-8244 . PMID 27227369 .
- ^ Sheehan, Stafford W .; No, Heeso; Brudvig, Gary W .; Cao, Hui; Schmuttenmaer, Charles A. (2013). "Mejora plasmónica de células solares sensibilizadas con colorante mediante nanoestructuras de núcleo-caparazón-caparazón". El Diario de la Química Física C . 117 (2): 927–934. doi : 10.1021 / jp311881k . ISSN 1932-7447 .
- ^ Branham, Matthew S .; Hsu, Wei-Chun; Yerci, Selcuk; Loomis, James; Boriskina, Svetlana V .; Hoard, Brittany R .; Han, Sang Eon; Chen, Gang (2015). "Células solares de silicio cristalino de 10 μm de espesor de 15,7% eficientes que utilizan nanoestructuras periódicas" (PDF) . Materiales avanzados . 27 (13): 2182–2188. doi : 10.1002 / adma.201405511 . hdl : 1721,1 / 96917 . ISSN 0935-9648 . PMID 25692399 .
- ^ Asim, Nilofar; Mohammad, Masita; Badiei, Marzieh (1 de enero de 2018), Bhanvase, Bharat A .; Pawade, Vijay B .; Dhoble, Sanjay J .; Sonawane, Shirish H. (eds.), "Capítulo 8 - Nuevos nanomateriales para dispositivos de células solares" , Nanomateriales para energía verde , tecnologías micro y nano, Elsevier, págs. 227–277, ISBN 978-0-12-813731-4, consultado el 29 de abril de 2020
- ^ Mann, Sander A .; Grote, Richard R .; Osgood, Richard M .; Alù, Andrea; Garnett, Erik C. (2016). "Oportunidades y limitaciones para estructuras nanofotónicas para superar el límite Shockley-Queisser". ACS Nano . 10 (9): 8620–8631. doi : 10.1021 / acsnano.6b03950 . ISSN 1936-0851 . PMID 27580421 .
- ^ Hoffmann, Michael R .; Martin, Scot T .; Choi, Wonyong .; Bahnemann, Detlef W. (1995). "Aplicaciones ambientales de la fotocatálisis de semiconductores". Revisiones químicas . 95 (1): 69–96. doi : 10.1021 / cr00033a004 . ISSN 0009-2665 .
- ^ Chen, Xiaobo; Mao, Samuel S. (2007). "Nanomateriales de dióxido de titanio: síntesis, propiedades, modificaciones y aplicaciones". Revisiones químicas . 107 (7): 2891–2959. doi : 10.1021 / cr0500535 . ISSN 0009-2665 . PMID 17590053 .
- ^ Liu, Lei; Chen, Xiaobo (23 de junio de 2014). "Nanomateriales de dióxido de titanio: modificaciones autoestructurales". Revisiones químicas . 114 (19): 9890–9918. doi : 10.1021 / cr400624r . ISSN 0009-2665 . PMID 24956359 .
- ^ De Angelis, Filippo; Di Valentin, Cristiana; Fantacci, Simona; Vittadini, Andrea; Selloni, Annabella (13 de junio de 2014). "Estudios teóricos sobre anatasa y TiO2Phases menos comunes: a granel, superficies y nanomateriales". Revisiones químicas . 114 (19): 9708–9753. doi : 10.1021 / cr500055q . ISSN 0009-2665 . PMID 24926899 .
- ^ Dahl, Michael; Liu, Yiding; Yin, Yadong (11 de julio de 2014). "Nanomateriales compuestos de dióxido de titanio" . Revisiones químicas . 114 (19): 9853–9889. doi : 10.1021 / cr400634p . ISSN 0009-2665 . PMID 25011918 .
- ^ a b Li, Wei; Elzatahry, Ahmed; Aldhayan, Dhaifallah; Zhao, Dongyuan (12 de noviembre de 2018). "Nanomateriales de dióxido de titanio con estructura de núcleo-carcasa para la utilización de energía solar" . Reseñas de la Sociedad Química . 47 (22): 8203–8237. doi : 10.1039 / C8CS00443A . ISSN 1460-4744 . PMID 30137079 .
- ^ Joo, Sang Hoon; Park, Jeong Young; Tsung, Chia-Kuang; Yamada, Yusuke; Yang, Peidong; Somorjai, Gabor A. (23 de noviembre de 2008). "Nanocatalizadores de núcleo-capa de sílice mesoporosa / Pt térmicamente estables para reacciones a alta temperatura". Materiales de la naturaleza . 8 (2): 126-131. doi : 10.1038 / nmat2329 . ISSN 1476-1122 . PMID 19029893 .
- ^ Ghosh Chaudhuri, Rajib; Paria, Santanu (28 de diciembre de 2011). "Nanopartículas de núcleo / cáscara: clases, propiedades, mecanismos de síntesis, caracterización y aplicaciones". Revisiones químicas . 112 (4): 2373–2433. doi : 10.1021 / cr100449n . ISSN 0009-2665 . PMID 22204603 .
- ^ Wei, Suying; Wang, Qiang; Zhu, Jiahua; Sun, Luyi; Lin, Hongfei; Guo, Zhanhu (2011). "Nanopartículas de núcleo-carcasa de material compuesto multifuncional". Nanoescala . 3 (11): 4474–502. Bibcode : 2011Nanos ... 3.4474W . doi : 10.1039 / c1nr11000d . ISSN 2040-3364 . PMID 21984390 .
- ^ Li, Wei; Zhao, Dongyuan (15 de octubre de 2012). "Extensión del método Stöber para construir conchas mesoporosas de SiO2 y TiO2 para estructuras uniformes multifuncionales Core-Shell". Materiales avanzados . 25 (1): 142-149. doi : 10.1002 / adma.201203547 . ISSN 0935-9648 . PMID 23397611 .
- ^ Guerrero-Martínez, Andrés; Pérez-Juste, Jorge; Liz-Marzán, Luis M. (19 de marzo de 2010). "Progresos recientes en el revestimiento de sílice de nanopartículas y nanomateriales relacionados". Materiales avanzados . 22 (11): 1182-1195. doi : 10.1002 / adma.200901263 . ISSN 0935-9648 . PMID 20437506 .
- ^ Gawande, Manoj B .; Goswami, Anandarup; Asefa, Tewodros; Guo, Huizhang; Biradar, Ankush V .; Peng, Dong-Liang; Zboril, Radek; Varma, Rajender S. (2015). "Nanopartículas núcleo-cáscara: síntesis y aplicaciones en catálisis y electrocatálisis". Reseñas de la Sociedad Química . 44 (21): 7540–7590. doi : 10.1039 / c5cs00343a . ISSN 0306-0012 . PMID 26288197 .
- ^ Zhang, Fan; Che, Renchao; Li, Xiaomin; Yao, Chi; Yang, Jianping; Shen, Dengke; Hu, Pan; Li, Wei; Zhao, Dongyuan (3 de mayo de 2012). "Imágenes directas de la estructura de núcleo / carcasa de nanocristales de conversión ascendente en el nivel de subnanómetro: dependencia del espesor de la carcasa en propiedades ópticas de conversión ascendente". Nano Letras . 12 (6): 2852-2858. Código bibliográfico : 2012NanoL..12.2852Z . doi : 10.1021 / nl300421n . ISSN 1530-6984 . PMID 22545710 .
- ^ Qian, Xufang; Lv, Yingying; Li, Wei; Xia, Yongyao; Zhao, Dongyuan (2011). "Nanotubos de carbono multipared @ carbono mesoporoso con configuración núcleo-capa: una estructura compuesta bien diseñada hacia la aplicación de condensadores electroquímicos". Revista de Química de Materiales . 21 (34): 13025. doi : 10.1039 / c1jm12082d . ISSN 0959-9428 .
- ^ Zhang, Qiao; Lee, Ilkeun; Joo, Ji Bong; Zaera, Francisco; Yin, Yadong (26 de diciembre de 2012). "Catalizadores nanoestructurados Core-Shell". Cuentas de Investigación Química . 46 (8): 1816–1824. doi : 10.1021 / ar300230s . ISSN 0001-4842 . PMID 23268644 .
- ^ Liu, Siqi; Zhang, Nan; Xu, Yi-Jun (4 de diciembre de 2013). "Nanocomposites estructurados Core-Shell para transformaciones orgánicas selectivas fotocatalíticas". Caracterización de partículas y sistemas de partículas . 31 (5): 540–556. doi : 10.1002 / ppsc.201300235 . ISSN 0934-0866 .
- ^ Rai, Prabhakar; Majhi, Sanjit Manohar; Yu, Yeon-Tae; Lee, Jong-Heun (2015). "Nano-arquitecturas de núcleo de semiconductor de óxido de metal @ metal noble @ shell como una nueva plataforma para aplicaciones de sensores de gas". Avances RSC . 5 (93): 76229–76248. doi : 10.1039 / c5ra14322e . ISSN 2046-2069 .
- ^ Li, Guodong; Tang, Zhiyong (2014). "Nanopartículas de metales nobles @ nanoestructuras de núcleo de óxido de metal / yema-cáscara como catalizadores: progreso reciente y perspectiva". Nanoescala . 6 (8): 3995–4011. Bibcode : 2014Nanos ... 6.3995L . doi : 10.1039 / c3nr06787d . ISSN 2040-3364 . PMID 24622876 .
- ^ a b c "Nanopartículas como aditivos de combustible" . AZoNano.com . 2012-09-03 . Consultado el 29 de abril de 2020 .
- ^ Ghamari, Mohsen; Ratner, Albert (15 de enero de 2017). "Características de combustión de gotitas coloidales de combustible para aviones y nanopartículas a base de carbono" . Combustible . 188 : 182–189. doi : 10.1016 / j.fuel.2016.10.040 . ISSN 0016-2361 .
- ^ Debbarma, Sumita; Misra, Rahul Dev (1 de agosto de 2018). "Efectos del aditivo de combustible de nanopartículas de hierro en el rendimiento y las emisiones de escape de un motor de encendido por compresión alimentado con diesel y biodiesel" . Revista de aplicaciones de ingeniería y ciencia térmica . 10 (4). doi : 10.1115 / 1.4038708 . ISSN 1948-5085 .
- ^ "Conceptos básicos del motor de combustión interna" . Energy.gov . Consultado el 29 de abril de 2020 .
- ^ Wang, Shuangyin (9 de diciembre de 2008). "Síntesis controlada de nanomateriales de núcleo-carcasa dendríticos de Au @ Pt para su uso como electrocatalizador de pila de combustible eficaz". Nanotecnología . 20 (2): 025605. doi : 10.1088 / 0957-4484 / 20/2/025605 . PMID 19417274 .