Supercondensadores basados en oxido de rutenio. Materiales compuestos de oxido de rutenio soportado sobre materiales de carbono mesoporoso, nanofibras de carbono y oxido de niquel

Zusammenfassung

En esta tesis doctoral se han preparado materiales activos de electrodo basados en óxido de rutenio para su utilización en supercondensadores. Los supercondensadores son dispositivos que, asociados con pilas de combustible o baterías, tienen interés en aplicaciones como los sistemas de alimentación ininterrumpida o los vehículos eléctricos. En este trabajo nos hemos fijado como objetivo comprender cómo varía la capacidad específica de materiales compuestos basados en óxido de rutenio en función del contenido de RuO2 xH2O (o RuO2). Para ello se han preparado materiales compuestos utilizando tres soportes: i) un carbono mesoporoso con elevada superficie específica y elevado volumen de poro, ii) nanofibras de carbono con superficie específica y volumen de poro moderados, pero con una superficie muy accesible al óxido de rutenio y iii) un óxido de níquel con superficie específica y porosidad elevadas. En los materiales compuestos RuO2 xH2O/Cmesoporoso,, la impregnación con óxido de rutenio no mejora la capacidad específica del material de carbono mesoporoso utilizado como soporte. Se ha demostrado que el RuO2 mantiene una capacidad específica elevada en el material compuesto. Por tanto, la disminución de la capacidad específica se explica porque la impregnación con óxido de rutenio reduce notablemente la superficie específica del material de carbono mesoporoso al bloquear una gran cantidad de los poros de la muestra. La reducción de superficie específica hace que la contribución del material de carbono a la capacidad específica del material compuesto sea menor que la esperada para una ley de mezclas. En los materiales compuestos RuO2 xH2O/nanofibras de carbono, la impregnación con óxido de rutenio ha permitido aumentar la capacidad de las nanofibras de carbono desde 30 F/g hasta valores de 200 F/g para muestras con un 35% en peso de RuO2. Por microscopia electrónica de transmisión se ha demostrado que l