Síntesis de óxido de manganeso con derivados grafénicos para electrodos en supercondensadores

Resumen

Los supercondensadores son unos dispositivos eléctricos que, últimamente, están siendo muy demandados por la sociedad, debido, en parte, a la necesidad de incrementar la capacidad de almacenar energía y, a su vez, que ésta sea suministrada de forma rápida. Dado que la mayoría de los supercondensadores tienen alta potencia específica comparada con baterías y pilas de combustible, la comunidad científica está enfocada en aumentar la energía específica. Para aumentar la energía específica de un supercondensador se ha de aumentar la capacidad específica y/o el voltaje de trabajo. En la presente tesis se ha aumentado la energía específica mediante el empleo de supercondensadores híbridos con pseudocapacidad utilizando como material activo compuestos de óxido de manganeso con derivados grafénicos. El óxido de manganeso tiene alta capacidad teórica pero baja conductividad y los derivados grafénicos proporcionan un aumento de la conductividad eléctrica. Los compuestos se han preparado a partir de la síntesis hidrotermal en microondas utilizando diferentes reactivos con vistas a obtener diferentes fases del óxido de manganeso y estudiar su efecto en la capacidad del supercondensador. En el trabajo se realiza la caracterización de los polvos obtenidos mediante difracción de rayos X, espectroscopía Raman, microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de barrido, así como el estudio de las propiedades coloidales y reologícas de las suspensiones de material activo mediante la determinación del potencial zeta, tamaño de partícula, viscosidad y medidas de estabilidad a través de ensayos de sedimentación. Así mismo, en el trabajo se estudian los efectos de la deposición electroforética en electrodos de grafito a partir de suspensiones de material activo para obtener los supercondensadores. Y, por último, se realizan medidas de la conductividad de los polvos y suspensiones, así como medidas electroquímicas de los electrodos y de los supercondensadores mediante espectroscopía de impedancia, voltametría cíclica y cronoamperometría.