Supercondensadores y fotosupercondensadores basados en óxidos mixtos metálicos.

Abstract

Los fotosupercondensadores son sistemas prometedores debido a la combinación de generar y almacenar energía solar en un único dispositivo. En esta tesis se ha diseñado, fabricado y optimizado los diferentes elementos que forman parte del fotosupercondensador (fotoánodo y supercondensador). Los supercondensadores son dispositivos alternativos a las baterías para el almacenamiento de energía debido a su alta densidad de potencia, alta estabilidad y ciclabilidad, aunque con el inconveniente de su baja densidad de energía. Actualmente, se buscan materiales alternativos al carbono para estos dispositivos. Por esta razón, los materiales desarrollados en esta tesis se basan en óxidos metálicos principalmente. Se han sintetizado, caracterizado y optimizado electroquímicamente electrodos de ZnMn2O4, LiFeO2 y LiMn2O4 crecidos sobre ITO/Vidrio y se han fabricado supercondensadores combinando estos electrodos. Los supercondensadores han sido fabricados empleando como electrolitos: disolución acuosa de Na2SO4, gel de Polivinilprirrolidona (PVP)-líquido iónico, y electrolito sólido PVP-LiClO4. El electrolito empleado determina el comportamiento de los supercondensadores y condiciona la ventana de potencial. Se ha estudiado también el efecto que tiene la naturaleza del electrolito sobre la estabilidad del electrodo y sobre la retención de la capacidad con la ciclación de los supercondensadores. Como fotoánodo de los fotosupercondensadores se han fabricado y caracterizado células solares sensibilizadas con colorante (DSC), estudiando de manera individual cada una de las partes que lo conforman: capa bloqueante, capa mesoporosa de TiO2, electrolito, colorante y contraelectrodo. Finalmente, se han ensamblado en un único dispositivo el fotoánodo (DSC) y el supercondensador para formar el un fotosupercondensador de tres electrodos.