Efecto de la estructura mesoporosa de carbono sobre las propiedades de transporte de electrolitos confinados

MALDONADO OCHOA, SANTIAGO AGUSTÍN; DE LA LLAVE, EZEQUIEL; VACA CHÁVEZ, FABIÁN; BRUNO, MARIANO M.; ACOSTA, RODOLFO H.; FUENES QUEZADA, EDUARDO; LONGINOTTI, M. PAULA; CORTI, HORACIO R.

Congreso; 105 Reunión Anual de Física; 2020

Los materiales de carbono poroso atraen actualmente la atención debido a que poseen poros de granvolumen y área supercial, propiedades que hacen que tengan un gran potencial en aplicaciones. Enparticular, en el área de almacenamiento de energía, como materiales para electrodos de baterías [1],celdas de combustible [2] y supercapacitores [3]. En general, entre los aspectos a tener en cuentapara que sean ecientes estan el de lograr un control preciso de la estructura porosa de carbono yun equilibrio adecuado entre la meso/microporosidad y, en particular, en el caso de los dispositivos dealmacenamiento de energía, la interacción con el electrolito utilizado. En este contexto, en el presentetrabajo estudiamos el papel de la micro/mesoestructura del carbono y la densidad de carga super-cial en las propiedades de transporte de un electrolito. Para ello, materiales porosos de carbono condiferente estructura micro/meso y diferentes distribuciones de tamaño de poro fueron sintetizados ycaracterizados por BET donde se identicaron distribuciones monomodales con tamaño de poro de 4nm y bimodales con una distribución de tamaño de poro de 5 y 25 nm. La dinámica y la distribución delos iones/solvente dentro de los poros fue estudiada mediantes las técnicas de conductividad y de RMN.Es sabido que los espectros de RMN están fuertemente inuenciados por la estructura electrónica de losmateriales y es posible distinguir entre aisladores y conductores, diamagneticos y paramagneticos inclusoen sistemas altamente desordenados. Además de las propiedades estructurales de sistemas connados,la RMN brinda información sobre la dinámica molecular en una amplia escala de tiempo que va desde lospicosegundos hasta algunos segundos [4,5]. Se llevaron a cabo experimentos de espestrocopía 1D y 2Dde RMN, tanto de protones como de litio, los cuales revelan la presencia de microporos en las muestrassintetizadas. Además, los resultados muestran que existe una interconectividad entre los poros y con elbulk. Adicionalmente, los resultados muestran una fuerte dependencia entre la síntesis de los materialescon la difusión iónica. Finalmente, podemos concluir que la informacion obtenida con respecto a laporosidad, la interconectividad y la dinámica es útil para comprender los mecanismos de transporte deiones en materiales de carbono porosos y, así, lograr optimizarlos focalizados en su aplicación.