Resumen:
Major breakthroughs in batteries would require the development of new composite materials, with a precisely controlled nanoscale architecture. These materials can be synthesized directly on the electrodes using electrochemical methods, allowing sequential deposition, high structural control, and low cost.
In this context, the present seminar will address first a new pathway to create complex structures made of multilayers of graphene and transition metal oxides/sulfides. This selective approach fully exploits the 2-dimensional shape, versatility and electrical conductivity of graphene to achieve an ideal hierarchical structure. By combining chemical vapour deposition (CVD) and electrochemistry we could obtain multilayers of vertically aligned nanosheets of mixed metal sulfides (NiCoMnSX) alternated with horizontal spacers of reduced graphene oxide (rGO), all electrochemically deposited on a 3D conductive graphene foam. The multilayer composite could be used with no further processing as cathode integrated with an anthraquinone-based redox-active conjugated microporous polymer electrode as anode (IEP-11), showing promising results in rechargeable alkaline batteries.
Moreover, we also successfully deposited graphene and metal oxides on complex geometries made of carbon fibers (CF) for structural Li-ion batteries. Devices which can be included in the framework of airplanes and cars to reduce weight and provide energy for distributed electronics at the same time.
Our electrochemical approach can be used to assemble multilayer composite structures on arbitrary shapes for different applications.
Breve biografía:iaJaime S. Sánchez es Investigador Postdoctoral del Departamento de Ciencia Industrial y de Materiales de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia). Licenciado en Ingeniería Química, es doctor en el campo de la Electroquímica y la Ciencia de los Materiales por la Universidad Autónoma de Madrid (2019). Su Tesis fue desarrollada en las instalaciones del Laboratorio de la Unidad de Procesos Electroquímicos de Imdea Energia, centrada en la síntesis de materiales a base de grafeno y su aplicación en dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica. En este período, también disfrutó de una estancia de investigación en el Fritz-Haber-Institute-Max Planck-Gesellschaft, Berlín (Alemania) estudiando el mecanismo de almacenamiento de carga o catálisis a través de experimentos in situ (por ejemplo, XAS y XPS) en BESSY II Synchrotron. . Después de su doctorado, se unió al grupo de Materiales 2D de Vincenzo Palermo en la Universidad Tecnológica de Chalmers como Investigador Postdoctoral, donde ha desarrollado compuestos para aplicaciones de almacenamiento de energía en el marco del proyecto Graphene Flagship. Ha estado involucrado en varios proyectos de investigación nacionales y europeos y es autor de 11 artículos de investigación incluidos en revistas SCI y 17 contribuciones a congresos científicos internacionales. Desde el pasado mes de septiembre de 2020 es investigador visitante de la Unidad de Procesos Electroquímicos de Imdea Energia.
