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The authors gratefully acknowledge financial support from the NSF Center for the Advancement of Wearable Technologies (CAWT, Grant 1849243), the Consortium of Hybrid Resilient Energy Systems (CHRES, Grant DE-NA0003982). This work was also supported by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities and the State Research Agency (MICIU/AEI) within the framework of the EU M-ERA.NET Programme (SOLIMEC project, Spanish subproject PCI2022-132998), as well as through the "Proyectos de Generacion de Conocimiento" (NanoCat-Com, PID2021-124667OB) and the "Maria de Maeztu" Programme for Units of Excellence in R&D (CEX2023-001316-M).

Análisis de autorías institucional

Polop, CeliaAutor o CoautorMorant, CarmenAutor (correspondencia)

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Artículo

Hydrogen production and Li-Ion battery performance with MoS2-SiNWs-SWNTs@ZnONPs nanocomposites

Publicado en:Nanomaterials. 14 (23): 1911- - 2024-12-01 14(23), DOI: 10.3390/nano14231911

Autores: Machín, A.; Cotto, M.C.; Márquez, F.; Díaz-Sánchez, J.; Polop, C.; Morant, C.

Afiliaciones

Univ Ana G Mendez, Div Nat Sci & Technol, Cupey Campus, San Juan, PR 00926 USA - Autor o Coautor
Univ Ana G Mendez, Sch Nat Sci & Technol, Nanomat Res Grp, Gurabo Campus, Gurabo, PR 00778 USA - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Condensed Matter Phys Ctr IFIMAC, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Appl Phys, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Condensed Matter Phys, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Inst Ciencia Mat Nicolas Cabrera, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

This study explores the hydrogen generation potential via water-splitting reactions under UV-vis radiation by using a synergistic assembly of ZnO nanoparticles integrated with MoS2, single-walled carbon nanotubes (SWNTs), and crystalline silicon nanowires (SiNWs) to create the MoS2-SiNWs-SWNTs@ZnONPs nanocomposites. A comparative analysis of MoS2 synthesized through chemical and physical exfoliation methods revealed that the chemically exfoliated MoS2 exhibited superior performance, thereby being selected for all subsequent measurements. The nanostructured materials demonstrated exceptional surface characteristics, with specific surface areas exceeding 300 m2 g-1. Notably, the hydrogen production rate achieved by a composite comprising 5% MoS2, 1.7% SiNWs, and 13.3% SWNTs at an 80% ZnONPs base was approximately 3909 mu mol h-1g-1 under 500 nm wavelength radiation, marking a significant improvement of over 40-fold relative to pristine ZnONPs. This enhancement underscores the remarkable photocatalytic efficiency of the composites, maintaining high hydrogen production rates above 1500 mu mol h-1g-1 even under radiation wavelengths exceeding 600 nm. Furthermore, the potential of these composites for energy storage and conversion applications, specifically within rechargeable lithium-ion batteries, was investigated. Composites, similar to those utilized for hydrogen production but excluding ZnONPs to address its limited theoretical capacity and electrical conductivity, were developed. The focus was on utilizing MoS2, SiNWs, and SWNTs as anode materials for Li-ion batteries. This strategic combination significantly improved the electronic conductivity and mechanical stability of the composite. Specifically, the composite with 56% MoS2, 24% SiNWs, and 20% SWNTs offered remarkable cyclic performance with high specific capacity values, achieving a complete stability of 1000 mA h g-1 after 100 cycles at 1 A g-1. These results illuminate the dual utility of the composites, not only as innovative catalysts for hydrogen production but also as advanced materials for energy storage technologies, showcasing their potential in contributing to sustainable energy solutions.

Palabras clave

Carbon nanotubesElectrodesGrapheneHerHybriHydrogenLi-ion batteryLithium storageMos2PhotocatalysiPhotocatalysisWater splitting

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Nanomaterials debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2024 aún no existen indicios calculados, pero en 2023, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Chemical Engineering (Miscellaneous).

2025-06-30:

  • Scopus: 1

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-30:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 6 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: United States of America.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Último Autor (MORANT ZACARES, CARMEN).

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido MORANT ZACARES, CARMEN.