Una estrella nanométrica podría cambiar el almacenamiento de energía

El hidróxido de vanadilo (VOOH) adopta una estructura estrellada capaz de alterar su modo de almacenar energía, con posibles aplicaciones en dispositivos híbridos y sistemas avanzados de almacenamiento. Los hallazgos permitirían diseñar sistemas híbridos que suministren energía rápidamente como un condensador y, al mismo tiempo, la almacenen durante más tiempo como una batería.

Un nanomaterial en forma de estrella podría abrir una nueva vía para diseñar dispositivos de almacenamiento energético más versátiles. Investigadores de la Universidad de Buffalo, en Estados Unidos, y de la Universidad de Puerto Rico en Cayey descubrieron que el vanadilo hidróxido (VOOH), un material a escala nanométrica, puede adoptar una estructura estrellada de seis brazos capaz de modificar de forma decisiva su comportamiento electroquímico. Un estudio publicado en la revista Nanoscale describe las principales características de la innovación.

Un cambio de forma para diseñar dispositivos híbridos

La clave del hallazgo no está solo en la composición del material, sino en su forma. Según una nota de prensa, cuando el VOOH se forma como láminas planas, almacena energía internamente, de manera parecida a una batería.

Pero a medida que la estructura evoluciona hacia rodillos agrupados y finalmente hacia una morfología estrellada, el almacenamiento cambia y pasa a parecerse al de un condensador: el sistema retiene energía en la superficie o cerca de ella y puede liberar carga con mayor rapidez.

El equipo de investigadores observó esa transformación durante un periodo de tres días y medio, siguiendo el crecimiento del material con microscopía electrónica de transmisión y de barrido. A las 36 horas aparecieron estructuras laminares, y a las 48 horas surgieron grupos de varillas.

Finalmente, hacia las 84 horas pudo observarse la forma definitiva de estrella de seis brazos. Los especialistas destacan que este cambio morfológico altera la densidad de defectos y la superficie disponible, dos factores que influyen en el comportamiento electroquímico.

La importancia de la observación en el laboratorio

Los científicos explican además que la síntesis depende fuertemente del tiempo de reacción en un proceso hidrotermal. Controlar la morfología de estos nanomateriales podría ayudar a diseñar sistemas híbridos de almacenamiento de energía, con la funcionalidad de combinar rapidez en el suministro energético y una mayor capacidad de almacenamiento.

El estudio también menciona posibles aplicaciones futuras en dispositivos neuromórficos, como por ejemplo ordenadores que imiten el funcionamiento del cerebro humano.

En tiempos de dominio de la Inteligencia Artificial (IA) en la búsqueda de nuevos nanomateriales, los investigadores destacaron además que sin laboratorio la predicción se queda incompleta: en este caso, fueron precisamente las horas de crecimiento y la observación directa las que revelaron que una estrella microscópica puede cambiar la manera en que un material almacena energía.