Investigación sobre baterías: se crea la primera base de datos en línea sobre materiales fotocargados
Los datos se extrajeron de artículos científicos publicados en los últimos 40 años y ahora están disponibles en forma de gráficos interactivos en línea
El Dr. Aleksandr Savateev, jefe de grupo del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces, ha desarrollado una base de datos en línea única. Para ello, ha analizado y normalizado los datos de investigación de 300 artículos publicados en los últimos cuarenta años en el campo de los semiconductores con carga fotoeléctrica. La base de datos podría utilizarse para encontrar los fotosemiconductores adecuados para diseñar nuevas pilas, baterías recargables y supercondensadores de forma más rápida y específica.
Los datos se extrajeron de artículos científicos publicados en los últimos 40 años y ahora están disponibles en forma de gráficos interactivos en línea.
© Dr. Aleksandr Savateev/Max Planck Institute of Colloids and Interfaces
La química de los materiales es un área de investigación que evoluciona rápidamente, con miles de semiconductores diferentes, y cada vez se añaden más materiales. ¿Qué material de entre esta variedad sería el mejor para su aplicación en baterías solares, por ejemplo? ¿Cómo debería ser ese material si aún no se ha sintetizado? Para ello, el Dr. Aleksandr Savateev ha analizado los datos de las investigaciones sobre la carga de materiales por la luz y ha recopilado sus resultados: "Los científicos generan una enorme cantidad de datos. En un solo artículo de investigación se analizan los datos, se deducen y explican las tendencias. Sin embargo, el análisis exhaustivo de datos que abarcan décadas de investigación, incluso de un solo campo, es muy raro. La falta de este tipo de análisis acaba por retrasar la aplicación de los avances tecnológicos, y aquí es donde entra en juego la base de datos", explica el Dr. Savateev. Hace 40 años se observó y estudió un fenómeno físico que podría permitir combinar un recolector de luz y una batería en un solo dispositivo. Los huertos solares generan electricidad renovable, pero los paneles solares aún no pueden almacenarla. Varios materiales semiconductores, incluidos los compuestos por elementos abundantes, como el carbono y el nitrógeno, se fotocargaron al ser irradiados con luz visible. Al igual que una batería eléctrica, un semiconductor permanece cargado en la oscuridad durante horas e incluso días, y la energía almacenada en un semiconductor fotocargado puede utilizarse a demanda para diversos fines: "La base de datos podría ayudar a encontrar los semiconductores adecuados mucho más rápido", afirma Savateev.
Los semiconductores fotocargables no sólo pueden utilizarse para convertir la luz solar en carga para los smartphones, sino que los laboratorios de investigación de todo el mundo están utilizando estos materiales en lugar de elementos raros y reactivos caros para obtener compuestos orgánicos de valor añadido. Los químicos orgánicos y los científicos de materiales pueden utilizar la base de datos en línea sobre materiales fotocargados para sus investigaciones y seleccionar el material semiconductor más adecuado. Se pueden aplicar varios filtros para destacar los puntos de datos deseados según un criterio específico. A partir de las propiedades recopiladas en la base de datos ya se pueden derivar ciertas tendencias entre la estructura de los materiales semiconductores y su capacidad de fotocargarse. Estas dependencias están disponibles en el artículo de acceso abierto publicado en "Advanced Energy Materials".
Acerca de la base de datos
Esta revisión resume y cuantifica los datos experimentales recogidos a lo largo de 40 años de investigación. Se calculan la concentración específica máxima de electrones almacenados en 1 g de un semiconductor, el número medio máximo de electrones almacenados por partícula de semiconductor, la tasa inicial de fotocarga y la tasa inicial de descarga para seis clases de materiales semiconductores: Ti, Zn, Cd, In, basados en W y nitruros de carbono grafíticos. Se analiza la dependencia de estos parámetros de la superficie específica del material, el volumen de las partículas y otras propiedades, y se derivan las tendencias. Se ha creado una base de datos pública de materiales fotocargados para facilitar el diseño de materiales de alto rendimiento con función fotocargadora, su aplicación como reductores recargables en la síntesis orgánica y el desarrollo de dispositivos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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