Fabricación y caracterización de supercondensadores basados en poli(pirrol) y poli(3-metiltiofeno) soportados sobre nanotubos de carbón [recurso electrónico] / Joana Berenice Pompeyo Duarte

Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2011.

En este trabajo se prepararon y caracterizaron supercondensadores basados en un material híbrido de nanotubos de carbono multicapa con poli(pirrol) o poli(3-metiltiofeno) y modificado con cobalto. Se prepararon dos lotes de material para electrodos por síntesis química del polímero sobre los nanotubos, y parte de estos materiales se modificó con cobalto. La síntesis con cloruro férrico como oxidante permitió depositar una mayor cantidad de polímero que con peróxido de hidrógeno. Se usó microscopía electrónica de barrido para observar la morfología de los nanotubos y los aglomerados del polímero, así como la presencia de hidróxido de cobalto en las muestras modificadas con cobalto. Difracción de rayos X no mostró pruebas directas de la presencia de cobalto o hidróxidos de cobalto. Se prepararon electrodos por medio de prensado en frio del material preparado. Para cada par de electrodos del mismo material, se prepararon supercondensadores simétricos. Como electrolito se usó perclorato de litio y ácido sulfúrico para cada material preparado en peróxido de hidrógeno y cloruro férrico, respectivamente. Las muestras con mayor cantidad de polímero mostraron comportamiento pseudocapacitivo y las de baja cantidad de polímero solo procesos de doble capa. La capacitancia específica fue determinada a partir de ciclos galvanostáticos y espectroscopia de impedancia electroquímica, ambas técnicas muestran valores similares. Estos valores fueron más altos para los condensadores de mayor cantidad de polímero. La presencia de los compuestos de cobalto no afectó en la capacitancia, sin embargo, mejora la ciclabilidad. El mejor comportamiento se encontró para el supercondensador a base de nanotubos de carbono modificados con poli(pirrol) sintetizado con cloruro férrico, caracterizado en 1M H2SO4 a 5 mA/cm2. A estas condiciones la capacitancia específica fue de 86.9 Fg-1, el tiempo de carga de 280 s y 270 s para descarga y una resistencia equivalente de 3.4 ?cm-2. Sin embargo, en este caso la ciclabilidad fue relativamente baja, con una capacitancia de 68 por ciento del valor original después de 3500 ciclos galvanostáticos.