Síntesis Electroquímica de Polímeros Orgánicos Porosos Basados en Porfirinas. Estudio de Aplicación en Dispositivos Supercapacitivos

R. RUBIO, E. PÉREZ, B. SUAREZ RAMANZIN, L. OTERO, E. N. DURANTINI, M. GERVALDO, J. E. DURANTINI

Santiago del Estero

Encuentro; IX Encuentro de Física y Química de Superficies y I Encuentro de Biología de Superficies; 2022

Universidad Nacional de Santiago del Estero

En la actualidad, uno de los mayores desafíos de las sociedades modernas es afrontar la creciente demanda energética debido a la existencia de una gran dependencia de los combustibles fósiles, representando una gran amenaza para nuestro ecosistema. Las fuentes de energía renovables, como la radiación solar, son alternativas para suplantar a los combustibles fósiles. Sin embargo, debido a la variabilidad en el tiempo, así como también la distribución geográfica, se necesita contar con dispositivos para almacenar la energía generada. En este sentido, las baterías y lossupercapacitores (SC) han despertado un gran interés en los últimos años. Los SC son dispositivos que se caracterizan por permitir una carga-descarga rápida y densidades de potencia superiores a otros dispositivos, tales como las baterías.1,2 Se pueden distinguir dos tipos de SC: los electroquímicos de doble capa y los pseudocapacitores (PSC). Estos últimos, almacenan energía eléctrica por medio de un fenómeno llamado pseudocapacitancia, en donde se producenreacciones reversibles faradaicas redox dentro del material del electrodo.3 Para la construcción de PSC suelen implementarse polímeros porosos conductores (PCP). Una forma muy eficiente de generar PCP es la polimerización electroquímica de monómeros sustituidos con grupos electroactivos, que permite de forma simultánea la síntesis y deposición de la película polimérica con un control a escala nanométrica del espesor de la misma.3 En este trabajo se estudió la formación y caracterización electroquímica de películas de porfirinas obtenidas por polimerizaciónelectroquímica. Los monómeros de porfirina contienen diferentes metales centrales (M) y grupos carbazoles y trifenilamina en sus periferias. Las imágenes SEM mostraron películas homogéneas, exhibiendo nanocopos de entre 100-150 nm y con una forma rugosa en comparación con el ITO desnudo. Los estudios de carga-descarga galvanostática e impedancia electroquímica de los electropolímeros depositados en ITO presentaron capacitancias de hasta 300 F g-1 a5 A g-1. Asimismo, a partir de estos resultados, se ensamblaron dispositivos supercapacitivos (polímero de porfirina/electrolito en gel/PEDOT), obteniendo capacitancias de hasta 60 F g-1 a 6 A g-1. Además, polímeros electrogenerados mostraron propiedades electrónicas que hacen que el material sea adecuado para su aplicación en dispositivos electrocrómicos y de almacenamiento de energía. El comportamiento electrocrómico de estos polímeros permite que puedan ser usados en dispositivos transparentes en los cuales los procesos de carga-descarga van acompañados con un cambio de color