Evaluación de la capacidad de almacenamiento de energía en xerogeles de carbono activados obtenidos a partir lignina

espanolEn este trabajo se prepararon dos tipos de xerogeles organicos a partir de soluciones sol-gel usando resorcinol (R), formaldehido (F), lignina (L) y NaOH (C) como catalizador. La relacion masica L/(R+L) se fijo en 0,27 y el contenido de catalizador se vario en dos relaciones masicas de (R+L)/C, 90,3 (serie G) y 72,1 (serie D). Los xerogeles organicos se activaron quimicamente con acido fosforico a una relacion masica de acido a xerogel de 0,85/1, 1h de impregnacion y 2h de activacion y una temperatura de activacion de 450°C. Los xerogeles de carbono activados se evaluaron electroquimicamente como electrodos para supercondensadores mediante diferentes tecnicas como voltamperometria ciclica (VC), cronopotenciometria (CP) y espectroscopia de impedancia electroquimica (EIS) en una configuracion de dos y tres electrodos. El valor de la capacidad gravimetrica a partir de las curvas de voltamperometria ciclica a 0,5mV/s (0 – 0,75V) para las muestras activadas GA27 y DA27 fueron 222 y 226F/g, respectivamente. La muestra DA27 mostro una mayor retencion de la energia, que es atribuible a un aumento de la presencia de mesoporos en la muestra comparada con la GA27. Los mesoporos s forman debido a la degradacion de la lignina en la activacion con acido fosforico; la muestra DA27 tiene una reticulacion superior en comparacion con la muestra GA27, ya que el interior del xerogel organico es menos accesible. La muestra con mayor contenido de catalizador mostro mejor comportamiento electroquimico para su aplicacion como electrodos para supercondensadores. EnglishIn this work two types of organic xerogels were prepared from sol-gel solutions using resorcinol (R), formaldehyde (F), lignin (L) and NaOH (C) as catalyst. The mass ratio L/(R+L) was set at 0.27 and the amount of catalyst was varied on two mass ratios (R+L)/C, 90.3 (G series) and 72.1 (D series). Organic xerogels are chemically activated with phosphoric acid with a mass ratio of acid to xerogel 0.85/1, 1h of impregnation and 2h of activation and activation temperature is fixed at 450°C. Activated carbon xerogels are electrochemically evaluated as electrodes for supercapacitors using different techniques such as cyclic voltammetry (CV), chronopotentiometry (CP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a configuration of two and three electrodes. The value of the gravimetric capacity from cyclic voltammetry curves at 0.5mV/s (0 – 0.75V) for samples GA27 and DA27 were 222 and 226F/g, respectively. The DA27 sample showed more retention of energy than GA27, which is attributable to an increase in the presence. portuguesNeste trabalho foram preparados dois tipos de xerogeis orgânicos a partir de solucoes de sol-gel utilizando o resorcinol (R), formaldeido (F), lignina (L) e NaOH (C) como catalisador. A proporcao de massa L/(R+L) foi de 0,27 e o teor de catalisador foi variado em duas proporcoes de massa (R+L)/C, 90,3(serie de G) e 72,1 (serie de D). Os xerogeis orgânicos sao quimicamente ativados com o acido fosforico com uma relacao de massa de acido para o xerogel de 0,85/1, tempos de impregnacao e de ativacao de uma hora e com uma temperatura de activacao de 450°C. Os xerogeis de carbono ativados foram avaliados eletroquimicamente como eletrodos para supercapacitores usando tecnicas diferentes, tais como voltametria ciclica (CV), cronopotenciometria (PB) e espectroscopia de impedância eletroquimica (EIS) numa configuracao de dois e tres eletrodos. O valor da capacidade gravimetrica obtidas das curvas de voltametria ciclica para 0,5mV/s (0 – 0,75V) para as amostras GA27 e DA27 foram de 222 e 226F/g, respetivamente. A amostra DA27 apresentou maior retencao de energia, que e atribuivel a um aumento da presenca de mesoporos na amostra em comparacao com a GA 27. Os mesoporos sao formados devido a degradacao da lignina na activacao com acido fosforico; amostra DA27 tem uma maior reticulacao comparada com a amostra GA27, ja que o interior do xerogel orgânico e menos acessivel. A amostra com maior teor de catalisador apresentou melhor desempenho eletroquimico para aplicacao como eletrodos para supercapacitores.