Estudios electroquímicos y espectroscópicos para cátodos debaterías de litio-azufre
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Fecha
2020
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Resumen
En la presente Tesis Doctoral se abordó la síntesis y caracterización de carbones porososdopados con nitrógeno destinados a ser aplicados como materiales de electrodo parabaterías de litio-azufre y supercapacitores. Los materiales de carbono se obtuvieronmediante un proceso simple, versátil y de bajo costo. El método de síntesis se enfocó en lamodificación de la clásica reacción de policondensación en medio básico por el agregado enexceso de melamina. Los carbones, denominados NCC-X, se obtuvieron al final de dosprocesos térmicos consecutivos realizados sobre la resina tipo fenólica previamenteobtenida. Se realizó la caracterización morfológica, textural y química de los carbonesutilizando diversas técnicas. Los materiales mostraron estructuras 3D con macroporosinterconectados, morfologías amorfas y contenidos de nitrógeno altos, desde 10,3 % hasta32,9 % en masa, según cuál fuese la temperatura final de pirólisis. Los carbones secaracterizaron por desarrollar una porosidad jerárquica y áreas superficiales específicashasta 500 m2 g-1. La caracterización mediante isotermas de adsorción de CO2 mostraronultramicroporos abundantes para todos los materiales. Los rendimientos electroquímicospara los electrodos preparados con los carbones se evaluaron mediante técnicaspotenciostáticas, galvanostáticas e impedancia. Los carbones, en las condiciones demedidas establecidas, mostraron un bajo rendimiento en su aplicación como cátodos parabaterías de litio-azufre. Sin embargo, para su aplicación como electrodos ensupercapacitores, los carbones obtenidos para temperaturas de pirolisis más altasmostraron una excelente ciclabilidad y retención de capacitancia. Se estableció unacorrelación entre las propiedades físico-químicas y electroquímicas, contribuyendo alconocimiento de los carbones y sus rendimientos electroquímicos en celdas de litio-azufrey supercapacitores. Palabras claves: resina fenólica, melamina, carbon poroso, dopaje conN, baterías de litio-azufre, supercapacitores.
Descripción
Doctorado en Ciencias- Área Química Aplicada
Palabras clave
Resina fenólica, melamina, carbón poroso, dopaje con N, baterías de litio-azufre, supercapacitores, phenolic resin, melamine, porous carbon, N-doping, lithium-sulfure batteries, supercapacitors
Citación
Arias Analía Natalí - Estudios electroquímicos y espectroscópicos para cátodos debaterías de litio-azufre - Doctorado en Ciencias- Área Química Aplicada. 2020