\u00a0<\/em><\/strong>Los dos principales sistemas actuales de almacenamiento electroqu\u00edmico de energ\u00eda son las bater\u00edas y los supercondensadores.\u00a0Las bater\u00edas almacenan la energ\u00eda el\u00e9ctrica en forma de reacciones qu\u00edmicas y acumulan mayores densidades de energ\u00eda que los supercondensadores.\u00a0Sin embargo, la carga y descarga de una bater\u00eda causa cambios f\u00edsicos en los electrodos que con el tiempo limitan la vida de la bater\u00eda.\u00a0 En los supercondensadores, la carga se almacena electroest\u00e1ticamente, lo que no da\u00f1a los electrodos durante la carga y descarga. Esto permite a los supercondensadores cargarse y descargarse millones de veces presentando a su vez una mayor densidad de potencia que las bater\u00edas.<\/p>\n \u00a0Los materiales de electrodo m\u00e1s usados en supercondensadores son carbonos porosos por sus excepcionalmente altas \u00e1reas superficiales, relativamente altas conductividades electr\u00f3nicas, y bajo coste. La densidad de energ\u00eda y potencias que son capaces de almacenar estos supercondensadores est\u00e1n muy relacionadas con las caracter\u00edsticas f\u00edsicoqu\u00edmicas de los carbones.\u00a0 Por ejemplo, un aumento de la superficie especifica junto a la contribuci\u00f3n de grupos funcionales superficiales con contribuciones redox generalmente resultan en un aumento de la capacitancia. Aunque los supercondensadores actuales se comportan en muchos casos de manera adecuada hay un gran margen de mejora en, por ejemplo, la porosidad, la mojabilidad, y la adici\u00f3n de compuestos que transfieran electrones reversiblemente a la superficie de los electrodos carbonosos.<\/p>\n \u00a0Una aproximaci\u00f3n prometedora para la mejora de las propiedades de almacenamiento energ\u00e9tico y de la capacitancia espec\u00edfica de los actuales carbones es inmovilizar una capa fina de mol\u00e9culas electroactivas que sean capaces de transferir electrones a la superficie del carb\u00f3n. En este sentido, la formaci\u00f3n de un enlace covalente entre la superficie del sustrato y la capa org\u00e1nica mediante reacciones electroqu\u00edmicas ya se ha aplicado no s\u00f3lo en carbones sino en metales, \u00f3xidos met\u00e1licos y pol\u00edmeros, mediante el uso de diferentes precursores como aminas, alcoholes, carboxilatos, reactivos de Grignard, sales vin\u00edlicas y sales de diazonio.<\/p>\n De entre estos m\u00e9todos, la electro-reducci\u00f3n de sales de diazonio1 <\/sup>destac\u00f3 especialmente en la modificaci\u00f3n de carbones, y estudios posteriores llevaron al desarrollo en el grupo de Richard Compton de un m\u00e9todo qu\u00edmico para la reducci\u00f3n homog\u00e9nea de sales de diazonio usando \u00e1cido hipofosforoso, lo que constituy\u00f3 la primera metodolog\u00eda qu\u00edmica sencilla para la derivatizaci\u00f3n de carbones (Fig. 1).2<\/sup><\/p>\n \u00a0 <\/a><\/a>\u00a0Figura 1<\/strong>. Modificaci\u00f3n qu\u00edmica de carbones en polvo.<\/p>\n Desde ese desarrollo inicial hasta la fecha este m\u00e9todo se ha aplicado a diferentes electrodos carbonosos de aplicaci\u00f3n en supercondensadores. Por ejemplo, Pickup et al. han presentado recientemente varios estudios con electrodos carbonosos modificados que resultan en supercondensadores de mejores densidades de energ\u00eda y potencia. En ellos, el electrodo negativo es un carb\u00f3n modificado con antraquinona y el electrodo positivo es carbono sin modificar3<\/sup>, \u00f3xido de rutenio4<\/sup>, y 1,2-dihidroxibenceno5<\/sup>. A su vez, B\u00e9langer et al. han estudiado una serie de carbones en polvo activados de alta \u00e1reas superficiales modificados con diferentes cantidades de antraquinona que llegaban a doblar las capacitancias de los carbonos sin modificar6<\/sup>.<\/p>\n \u00a0Aunque estos estudios muestran la posibilidad de aumentar las densidades de energ\u00eda y potencia mediante la modificaci\u00f3n de electrodos, a\u00fan se requiere m\u00e1s investigaci\u00f3n para llegar a la competitividad comercial de estos dispositivos. Por ejemplo, el bloqueo de microporos por adsorci\u00f3n indeseada durante la reacci\u00f3n de adici\u00f3n reduce dr\u00e1sticamente el \u00e1rea superficial disponible y por tanto la capacitancia electrost\u00e1tica de los carbones, as\u00ed como la vida \u00fatil del dispositivo.<\/p>\n \u00a0Por tanto, la mejora de los m\u00e9todos de adici\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos electroactivos a carbones se presenta como una l\u00ednea de investigaci\u00f3n muy prometedora para el desarrollo de electrodos carbonosos con mayor actividad redox y mejor mojabilidad y ciclabilidad.<\/p>\n Referencias<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 1. \u00a0\u00a0 Allongue, P.; Delamar, M.; Desbat, B.; Fagebaume, O.; Hitmi, R.; Pinson, J.; Sav\u00e9ant, J. M. Covalent Modification of Carbon Surfaces by Aryl Radicals Generated from the Electrochemical Reduction of Diazonium Salts. Journal of the American Chemical Society<\/em> 1997,<\/strong> 119<\/em> (1), 201-207.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 2. \u00a0\u00a0 Pandurangappa, M.; Lawrence, N. S.; Compton, R. G. Homogeneous chemical derivatisation of carbon particles: a novel method for funtionalising carbon surfaces. Analyst<\/em> 2002,<\/strong> 127<\/em> (12), 1568-1571.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 3. \u00a0\u00a0 Kalinathan, K.; DesRoches, D. P.; Liu, X.; Pickup, P. G. Anthraquinone modified carbon fabric supercapacitors with improved energy and power densities. Journal of Power Sources<\/em> 2008,<\/strong> 181<\/em> (1), 182-185.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 4. \u00a0\u00a0 Algharaibeh, Z.; Liu, X.; Pickup, P. G. An asymmetric anthraquinone-modified carbon\/ruthenium oxide supercapacitor. Journal of Power Sources<\/em> 2009,<\/strong> 187<\/em> (2), 640-643.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 5. \u00a0\u00a0 Algharaibeh, Z.; Pickup, P. G. An asymmetric supercapacitor with anthraquinone and dihydroxybenzene modified carbon fabric electrodes. Electrochemistry Communications<\/em> 2011,<\/strong> 13<\/em> (2), 147-149.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 6. \u00a0\u00a0 Pognon, G.; Brousse, T.; Demarconnay, L.; B\u00e9langer, D. Performance and stability of electrochemical capacitor based on anthraquinone modified activated carbon. Journal of Power Sources<\/em> 2011,<\/strong> 196<\/em> (8), 4117-4122.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Seg\u00fan algunas estimaciones el consumo mundial de energ\u00eda es de unos 15 Teravatios cada a\u00f1o. Dado que la cantidad de energ\u00eda solar aprovechable anual se ha estimado en 50 Teravatios, sistemas de almacenamiento electroqu\u00edmico de energ\u00eda como las bater\u00edas y los supercondensadores nos pueden permitir aprovechar mejor esta energ\u00eda renovable, pero para ello se requiere desarrollar materiales novedosos con mayor densidad de energ\u00eda. Una de las maneras mediante las cuales esto se puede conseguir es modificando electrodos carbonosos con compuestos org\u00e1nicos con actividad redox, lo que resulta en una tecnolog\u00eda de almacenamiento m\u00e1s simple, de menor coste y sobre todo\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,1784,543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131390"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131390"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131390\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131398,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131390\/revisions\/131398"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131390"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131390"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131390"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"\"](\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2011\/11\/Imagen12-300x127.png\" "\\"Imagen1\\"")
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A su vez, B\u00e9langer et al. han estudiado una serie de carbones en polvo activados de alta \u00e1reas superficiales modificados con diferentes cantidades de antraquinona que llegaban a doblar las capacitancias de los carbonos sin modificar6<\/sup>.<\/p>\n\u00a0Aunque estos estudios muestran la posibilidad de aumentar las densidades de energ\u00eda y potencia mediante la modificaci\u00f3n de electrodos, a\u00fan se requiere m\u00e1s investigaci\u00f3n para llegar a la competitividad comercial de estos dispositivos. Por ejemplo, el bloqueo de microporos por adsorci\u00f3n indeseada durante la reacci\u00f3n de adici\u00f3n reduce dr\u00e1sticamente el \u00e1rea superficial disponible y por tanto la capacitancia electrost\u00e1tica de los carbones, as\u00ed como la vida \u00fatil del dispositivo.<\/p>\n\u00a0Por tanto, la mejora de los m\u00e9todos de adici\u00f3n de compuestos org\u00e1nicos electroactivos a carbones se presenta como una l\u00ednea de investigaci\u00f3n muy prometedora para el desarrollo de electrodos carbonosos con mayor actividad redox y mejor mojabilidad y ciclabilidad.<\/p>\nReferencias<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 1. \u00a0\u00a0 Allongue, P.; Delamar, M.; Desbat, B.; Fagebaume, O.; Hitmi, R.; Pinson, J.; Sav\u00e9ant, J. M. Covalent Modification of Carbon Surfaces by Aryl Radicals Generated from the Electrochemical Reduction of Diazonium Salts. Journal of the American Chemical Society<\/em> 1997,<\/strong> 119<\/em> (1), 201-207.<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 2. \u00a0\u00a0 Pandurangappa, M.; Lawrence, N. S.; Compton, R. G. Homogeneous chemical derivatisation of carbon particles: a novel method for funtionalising carbon surfaces. Analyst<\/em> 2002,<\/strong> 127<\/em> (12), 1568-1571.<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 3. \u00a0\u00a0 Kalinathan, K.; DesRoches, D. P.; Liu, X.; Pickup, P. G. Anthraquinone modified carbon fabric supercapacitors with improved energy and power densities. Journal of Power Sources<\/em> 2008,<\/strong> 181<\/em> (1), 182-185.<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 4. \u00a0\u00a0 Algharaibeh, Z.; Liu, X.; Pickup, P. G. An asymmetric anthraquinone-modified carbon\/ruthenium oxide supercapacitor. Journal of Power Sources<\/em> 2009,<\/strong> 187<\/em> (2), 640-643.<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 5. \u00a0\u00a0 Algharaibeh, Z.; Pickup, P. G. An asymmetric supercapacitor with anthraquinone and dihydroxybenzene modified carbon fabric electrodes. Electrochemistry Communications<\/em> 2011,<\/strong> 13<\/em> (2), 147-149.<\/p>\n\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 6. \u00a0\u00a0 Pognon, G.; Brousse, T.; Demarconnay, L.; B\u00e9langer, D. Performance and stability of electrochemical capacitor based on anthraquinone modified activated carbon. Journal of Power Sources<\/em> 2011,<\/strong> 196<\/em> (8), 4117-4122.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Seg\u00fan algunas estimaciones el consumo mundial de energ\u00eda es de unos 15 Teravatios cada a\u00f1o. Dado que la cantidad de energ\u00eda solar aprovechable anual se ha estimado en 50 Teravatios, sistemas de almacenamiento electroqu\u00edmico de energ\u00eda como las bater\u00edas y los supercondensadores nos pueden permitir aprovechar mejor esta energ\u00eda renovable, pero para ello se requiere desarrollar materiales novedosos con mayor densidad de energ\u00eda. 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