Hueso de aguacate “Hass” como precursor de carbón nanoporoso y su evaluación como electrodos de capacitores electroquímicos

Sánchez Valdez, Arturo Gerardo (2020) Hueso de aguacate “Hass” como precursor de carbón nanoporoso y su evaluación como electrodos de capacitores electroquímicos. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método del estudio: El desarrollo de materiales carbonosos con una elevada área específica y una resistencia superior a 100 h de flotado es fundamental para alcanzar el desarrollo de materiales funcionales en este tipo de dispositivos y de esta manera proporcionar sistemas de almacenamiento de energía que sean capaces de cubrir nuestras demandantes necesidades energéticas que cada vez van en aumento. Debido a esta problemática, se propuso preparar un CA mediante la pirólisis y activación química de un desecho altamente generado en México como lo es el hueso de aguacate “Hass”, para esto se pirolizó el hueso de aguacate y posteriormente se impregnó químicamente con KOH y se activó al someterse a temperaturas de entre 700 y 800 °C. Una vez obtenido el material se caracterizó su composición química por medio de AE, FTIR y XPS, con la finalidad de conocer los grupos funcionales que se encontraban en la superficie carbonosa, la estructura del carbonosa se estudió por medio de espectroscopía Raman y su área superficial, así como la distribución de poros se determinó por medio de la isoterma resultante de la fisisorción de N2. Se evaluó el desempeño electroquímico de los materiales obtenidos por medio de Voltamperometría Cíclica, se seleccionó el que presentó una mayor CE y se sometió a pruebas de flotado en las que se le dio seguimiento a la vida útil del dispositivo por medio de ciclos de carga-descarga galvanostática y voltamperometría cíclica. Contribuciones y Conclusiones: Se logró preparar el CA-1 que posee un área superficial de 1830 m2g -1 funcionalizado con grupos oxigenados y una estructura amorfa. Se concluyó que los estudios de flotado en los que el dispositivo se mantenía cargado durante periodos de 2 h entre los ciclos de carga-descarga son más agresivos para el sistema que aquellos en los que se mantenía cargado durante periodos mayores de tiempo. El dispositivo que se ensambló con electrodos del CA1 presentó una CE especifica de 250 Fg-1 que mantuvo en un 90% después de superar las 100 h de flotado, además su resistencia inicial de 3.5 ohmcm2 aumento solo en un 50%, por lo que el dispositivo puede seguir funcionando superadas las 100 h de flotado, la Emax y la Pmax que este dispositivo fue capaz de proporcionar fue de 281 Wh g-1 y 0.16 kW kg-1 respectivamente. Por lo que el CA-1 puede llegar a ser propuesto como el electrodo de un CE.

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