Materiales de carbono mesoporoso : síntesis, caracterización y aplicación como electrodos en condensadores electroquímicos

Abstract

En el presente trabajo se plantea la preparación y caracterización de materiales de carbono mesoporosos con especial atención a su utilización como electrodos en condensadores electroquímicos. En la primera parte de este trabajo se estudió la preparación de diversos materiales de carbono mesoporoso a partir de la técnica de nanomoldeo. Para ello se han empleado materiales de sílice mesoestructurada como nanomolde. Las características estructurales de los materiales de sílice han sido controladas a partir del empleo de diversos surfactantes y de la modificación de los parámetros de síntesis (concentración de reactivos y catalizadores, grado de agitación, pH, tiempos y temperaturas de reacción). De este modo se han logrado sintetizar materiales de carbono con diferentes morfologías (aglomerados submicrométricos, esferas micrométricas y monolitos de 2-3 cm de diámetro), tamaño de poro (2-10 nm) y varios tipos de porosidad (unimodal, bimodal y textural). En la segunda parte de este trabajo se llevó a cabo un estudio sobre la influencia que las características texturales y químicas que los materiales de carbono mesoporoso sintetizados tienen sobre su empleo como electrodos en condensadores electroquímicos. Con fines comparativos se analizaron también diversos carbones activos comerciales. Dicho estudio incluyo la realización de ciclos galvanostáticos de carga y descarga y de ciclos voltamperométricos, y se llevó a cabo en presencia de diversos electrolitos. Se demostró la influencia que la superficie específica y la concentración de los grupos oxigenados superficiales de los materiales de carbono tienen en sus propiedades capacitivas. Se observó asimismo que un tamaño de poro en torno a 2 nm es lo suficientemente grande como para permitir un buen acceso de los iones de los electrolitos a toda la superficie carbonosa.