Síntesis y caracterización de polímeros conductores derivados del tiofeno para su aplicación en sistemas de almacenamiento de energía

Resumen

Debido a la creciente demanda de dispositivos de almacenamiento de energía a nivel mundial, se busca que los nuevos sistemas sean eficientes, seguros y de gran durabilidad. Por esta razón los supercapacitores de electrodos de polímero conductor son una buena opción (Figura 1). Dichos dispositivos funcionan por medio de la acción de carga y descarga en el electrodo, que ocurre debido a los procesos redoxque se llevan a cabo en el seno del polímero conductor.

Polimerizar el monómero vía electroquímica permite una reacción más controlada sobre la superficie del electrodo, y ofrece la posibilidad de realizar combinaciones de diferentes monómeros para mejorar sus propiedades capacitivas. Los derivados de tiofeno representan una familia de monómeros muy interesante debido a su fácil preparación, su costo - beneficio y a sus propiedades capacitivas, llegando a alcanzar valores de 500 F/g. Uno de los polímeros más usados es el poli(3,4 etildioxitiofeno) (PEDOT). 

Por medio de técnicas electroquímicas tales como voltametría cíclica (VC) y pulsos de potencial constante (PT), se han obtenido electrodos de PEDOT sobre sustratos de carbón activado, teniendo como colector de corriente Al y obteniendo valores de capacitancia de 100 F/g. Se ha realizado la electrosíntesis de  polímeros híbridos de PEDOT y poli(3 hexiltiofeno), con la finalidad de mejorar las propiedades del material. Existen estudios efectuados de polimerización por medio de VC, en los cuales se demuestra que el dopaje pdel poli(3 hexiltiofeno) es mayor que el del PEDOT, aprovechando entonces una ventana de potencial más amplia.

Figura 1. Esquema comparativo de los diferentes tipos de supercapacitores.