ESTUDIO DE CERIA Y CERIA DOPADA CON NÍQUEL COMO MATERIALES NANOESTRUCTURADOS PARA SUPERCAPACITORES

JULIA E. TASCA; MARCELO F. PONCE; M. A. BAVIO,; FLORENCIA JEREZ; R. FUENTES

San Carlos de Bariloche

Congreso; SAM-CONAMET 2018; 2018

Asociación Argentina de Materiales-Sociedad Chilena de metalurgia y materiales

El crecimiento de la demanda energética a nivel mundial, el agotamiento de los combustibles fósiles y su distribución polarizada han promovido el interés en fuentes de energía alternativas, planteando la necesidad de almacenar y optimizar el uso de la misma.El objetivo de este trabajo es evaluar las propiedades electroquímicas del óxido de cerio y sus derivados dopados con níquel, para estudiar su posible aplicación en supercapacitores.Los óxidos nanoestructurados fueron sintetizados por el método de complejación de cationes, a partir de sus nitratos y ácido cítrico en exceso. El precursor obtenido en forma de gel transparente fue secado a 100 °C y se descompuso a 250 °C, para ser calcinado finalmente a 500 °C en aire, durante una hora.Los materiales sintetizados fueron caracterizados fisicoquímicamente (XRD, TEM, BET, FT-IR) para conocer su morfología, estructura, superficie específica y diámetro de partícula.La capacidad de almacenamiento energético se evaluó mediante técnicas electroquímicas: voltamperometría cíclica (velocidades de barrido entre 5 y 500 mV/s) y medidas galvanostáticas de carga-descarga (densidades de corriente entre 0,05 y 5 A/g). Se utilizó una celda de tres electrodos en medio alcalino (KOH 1M) con una ventana de potencial de 0,6 V; el electrodo de trabajo fue un disco de carbono vítreo donde se depositaron los óxidos, el contraelectrodo de platino y el electrodo de referencia de Ag/AgCl(sat).A partir de las mediciones, se calcularon capacitancias, energías y potencias específicas del CeO2, CeNi10 y CeNi20 (ceria dopada con 10% y 20% en peso de níquel, respectivamente). Los máximos valores de capacitancia obtenidos con sus correspondientes valores de densidad de corriente, energía y potencia fueron 551 mF/g para el CeO2 (0,045 A/g; 55 mWh/kg; 27 W/kg), 2000 mF/g para el CeNi10 (0,20 A/g; 200 Wh/kg; 120 W/kg) y 249 mF/g para el CeNi20 (0,16 A/g; 25 mWh/kg; 98 W/kg).