Resumen

En este trabajo se prepararon dos tipos de xerogeles orgánicos a partir de soluciones sol-gel usando resorcinol (R), formaldehido (F), lignina (L) y NaOH (C) como catalizador. La relación másica L/(R+L) se fijó en 0,27 y el contenido de catalizador se varió en dos relaciones másicas de (R+L)/C, 90,3 (serie G) y 72,1 (serie D). Los xerogeles orgánicos se activaron químicamente con ácido fosfórico a una relación másica de ácido a xerogel de 0,85/1, 1h de impregnación y 2h de activación y una temperatura de activación de 450°C. Los xerogeles de carbono activados se evaluaron electroquímicamente como electrodos para supercondensadores mediante diferentes técnicas como voltamperometría cíclica (VC), cronopotenciometría (CP) y espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) en una configuración de dos y tres electrodos. El valor de la capacidad gravimétrica a partir de las curvas de voltamperometría cíclica a 0,5mV/s (0 – 0,75V) para las muestras activadas GA27 y DA27 fueron 222 y 226F/g, respectivamente. La muestra DA27 mostró una mayor retención de la energía, que es atribuible a un aumento de la presencia de mesoporos en la muestra comparada con la GA27. Los mesoporos se forman debido a la degradación de la lignina en la activación con ácido fosfórico; la muestra DA27 tiene una reticulación superior en comparación con la muestra GA27, ya que el interior del xerogel orgánico es menos accesible. La muestra con mayor contenido de catalizador mostró mejor comportamiento electroquímico para su aplicación como electrodos para supercondensadores.

Introducción

Los supercondensadores son dispositivos de almacenamiento de energía eléctrica reconocidos por almacenar energía eléctrica a altas densidades de potencia (10-106W/kg), tiempos de respuesta cortos (0,3 – 3s) y alta estabilidad en cada ciclo de carga y descarga sin afectar su rendimiento. Estos dispositivos son tecnológicamente atractivos en aplicaciones como equipos de telecomunicaciones, vehículos eléctricos/híbridos, fuentes de energía portátil, actuadores electroquímicos y en sistemas de generación de potencia con energía solar y eólica. La carga eléctrica se almacena debido a la acumulación de iones en la superficie interna de ambos electrodos (ánodo-cátodo), los iones sin solvatar del electrolito se ajustan al poro formando una doble capa eléctrica en combinación con los electrones en el material conductor. La capacidad de almacenamiento de energía en la doble capa se conoce como capacidad de la doble capa eléctrica y la capacidad debido a la presencia de reacciones de oxidación-reducción se conoce como pseudocapacidad.

• Materias:Energía eléctrica Electroquímica Carbono
• Subjects:Electric power Electrochemistry Carbon
• Palabras claves:Lignina; Xerogeles de carbono activados; Propiedades electroquímicas; Ácido fosfórico.
• Keywords:Lignin; Activated carbon xerogels; Electrochemical properties; Phosphoric acid.