Sintesis y caracterizacion de carbones polimericos para aplicacion en supercapacitores electroquimicos

Abstract

La operación de vehículos eléctricos tanto puros como híbridos requiere del usode sistemas de almacenamiento de energía, para lo que usualmente se emplean bateríassecundarias (Ej. Pb-Ácido). En los últimos años ha surgido una alternativa en la formade capacitares electroquírnicos de alta capacidad (supercapacitores). Estos supercapaci-tares electroquímicos son dispositivos con capacidades que van desde los 10 a los 5000F y muy baja resistencia interna, propiedades que se logran por medio de electrodos degran área que almacenan carga en una doble capa eléctrica y en algunos casos por me-dio de procesos faradaicos (pseudocapacitancia) El objetivo del presente trabajo fue fabricar electrodos de carbón aptos para suuso en supercapacitores que cumplieran con los requerimientos planteados. Para ello seprocedió a la síntesis de resinas precursoras, las que secadas y pirolizadas en atmósferainerte dan origen a carbones con porosidad controlada. La formación de resinas fenóli-cas con formaldehído, la adecuación de los métodos de secado y la optimización de lapirólisis o carbonización permitieron producir carbones de alta área superficial (>500m2/g) con predominio de mesoporos (34 run), aptos para uso como electrodos en super-capacitares Con este procedimiento se produjeron dos tipos de carbones vítreos: los mesopo-rosas obtenidos a partir de la síntesis de resinas con surfactantes que actúan como na-nomoldes creando y manteniendo los poros durante el secado, y los carbones vítreos dealta densidad con el fin de ser utilizados como colectores de corriente para los carbonesvítreos mesoporosos Para evaluar los materiales obtenidos se utilizaron técnicas de caracterizacióncomo: calorimetría diferencial de barrido, microscopías, difracción de rayos X, conduc-tividad, espectroscopías vibracionales e isotermas de adsorción. De esta manera se de-terminaron propiedades relevantes para su aplicación tecnológica Las áreas y las capacidades medidas en los carbones y su desempeño en los su-percapacitores hicieron que los materiales obtenidos se presentaran como muy aptospara su aplicación tecnológica. Los materiales presentaron una alta capacidad específica(>150 F/g), esto los hace útiles para almacenamiento de energía y su aplicación en vehí-culos eléctricos.