Escalado de la producción de NiO-CB-PANI para almacenamiento de energía

MARCELA A. BAVIO; PAULA VITALE,; FLORENCIA JEREZ

Buenos Aires

Workshop; Nanomateriales para la Energía y el Medio Ambiente; 2019

CNEA-Instituto de Nanociencias y Nanotecnología

En Argentina aproximadamente el 79% de la energía renovable generada proviene de parques eólicos y solares. Estas fuentes se caracterizan por su naturaleza variable y la necesidad de almacenar la energía antes de inyectarla a la red eléctrica. La producción de nuevos materiales de electrodos para diversos dispositivos de almacenamiento electroquímico como baterías y supercapacitores (SC), es uno de los temas primordiales en la investigación y desarrollo tecnológico actual.En este trabajo se presenta el escalado laboratorio-piloto de la polimerización de anilina sobre óxidos de níquel-negro de carbono para su aplicación como materiales de electrodo en SC. La síntesis del compuesto ternario, óxido de níquel-negro de carbono-polianilina, se realizó mediante polimerización en medio ácido a escala laboratorio (Fig. 1A). A partir de los resultados obtenidos en el laboratorio se optimizó el proceso a escala piloto (Fig. 1B).El estudio fisicoquímico de los compuestos se realizó mediante FTIR, SEM-EDS y TEM. Para el análisis electroquímico se utilizó voltamperometría cíclica (velocidades de 5-200 mVs-1) y medidas galvanostáticas de carga/descarga (densidades de corriente de 2,8-22 Ag-1), trabajando con una ventana de potencial de -0.1 a 0.5 V, en medio alcalino. Se utilizó una celda de tres electrodos a temperatura ambiente, el electrodo de trabajo fue un electrodo de carbono vítreo con los materiales, un contraelectrodo de Pt y un electrodo de referencia de Ag/AgClsat. A partir de la caracterización fisicoquímica se determinó que los compuestos sintetizados en ambas escalas poseen dimensiones nanométricas y se encuentran las bandas y picos característicos de sus componentes. Mediante el análisis electroquímico, se hallaron valores de capacitancia mayores a 100 Fg-1. Se obtuvieron valores de energía y potencia específica entre 11,4-49 Whkg-1 y 1650-13200 Wkg-1, resultados óptimos para su aplicación en SC.Palabras claves: supercapacitores, polianilina, óxido de níquel, negro de carbono, escalado.