Preparación de micro-supercondensadores mediante electrosprayado de materiales carbonosos nanoestructurados

Abstract

Los materiales carbonosos nanoestructurados presentan excelentes propiedades eléctricas, texturales y estructurales, que pueden ser aprovechadas para la fabricación de microcondensadores de elevada potencia y energía, fundamentales en el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles. Sin embargo, el reducido tamaño de sus partículas dificulta su procesado en láminas delgadas, impidiendo un control adecuado de la forma y el espesor de capas finas de estos materiales. Los procedimientos basados en la preparación directa de materiales carbonosos sobre el colector de corriente condicionan la composición y estructura del electrodo, lo que provoca un aumento de los costes de producción. Por ello, es necesario el desarrollo de nuevos procedimientos de fabricación de capas finas que permitan la completa implementación de estos dispositivos. En este sentido, destaca la técnica de electrosprayado. Esta técnica está basada en las fuerzas electrohidrodinámicas. Cuando un líquido fluye a través de un capilar y se aplica un campo eléctrico (este campo eléctrico se suele establecer entre el capilar y un colector de corriente plano), el correspondiente menisco se deforma en un cono, conocido como cono de Taylor. Cuando el voltaje del campo eléctrico alcanza un determinado valor límite, las fuerzas electrohidrodinámicas superan la tensión superficial del líquido, produciendo la salida de un chorro de pequeño diámetro. Generalmente, ese chorro rompe formando un espray, formado por gotas de tamaño nanométrico altamente cargadas. En este trabajo se propone el uso de la técnica de electrosprayado para el depósito controlado de una lámina delgada y continua de un material carbonoso nanoestructurado, directamente sobre el colector de corriente. Las láminas delgadas resultantes fueron caracterizadas como electrodos en supercondensadores con un electrolito acuoso.