{"id":131520,"date":"2012-04-02T15:04:25","date_gmt":"2012-04-02T14:04:25","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131520"},"modified":"2012-04-02T15:04:53","modified_gmt":"2012-04-02T14:04:53","slug":"funcionalizacion-superficial-de-nanotubos-de-carbono-mediante-enlace-covalente-para-supercondensadores-electroquimicos-de-alta-densidad-de-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2012\/04\/02\/131520","title":{"rendered":"Funcionalizaci\u00f3n superficial de nanotubos de carbono mediante enlace covalente para supercondensadores electroqu\u00edmicos de alta densidad de energ\u00eda"},"content":{"rendered":"

Desde su descubrimiento, los nanotubos de carbono han atra\u00eddo la atenci\u00f3n de los cient\u00edficos de todo el mundo. Este extraordinario inter\u00e9s proviene de sus extraordinarias propiedades estructurales, mec\u00e1nicas y electr\u00f3nicas, que hace a estos materiales atractivos para su uso en m\u00faltiples aplicaciones. Aunque los nanotubos de carbono son qu\u00edmicamente inertes, su funcionalizaci\u00f3n les hace adquirir propiedades f\u00edsicoqu\u00edmicas adicionales.<\/em><\/strong><\/p>\n

Autora: [S\u00fcheda ISIKLI. Instituto IMDEA Energ\u00eda]<\/strong><\/p>\n

\u00a0Los nanotubos de carbon (CNTs) son estructuras cil\u00edndricas con un radio que puede ser de solo unos pocos nan\u00f3metros y una longitud que puede ser de hasta 20 cm. Los CNTs se pueden ver como una l\u00e1mina de grafeno enrollada, formando los llamados nanotubos de pared sencilla (SWNTs, Fig.1a). Si hay m\u00e1s de una l\u00e1mina de grafeno enrollada en el mismo tubo se forman los llamados nanotubos de pared m\u00faltiple (MWNTs, Fig.1b), que incluyen los de doble pared (DWNTs) (Fig.1c)1<\/sup>.<\/p>\n

\u00a0\"\"<\/p>\n

\u00a0Fig. 1. (a): SWNTs con diferentes helicidades, (b): MWNT, and (c): DWNT1<\/sup><\/p>\n

\u00a0Los nanotubos de carbono pueden ser met\u00e1licos o semiconductores lo que, junto a sus propiedades mec\u00e1nicas y estructurales, los hacen especialmente atractivos. Su poca reactividad qu\u00edmica tambi\u00e9n es atractiva para muchas aplicaciones, pero la posibilidad de su funcionalizaci\u00f3n qu\u00edmica y las propiedades y aplicaciones que se derivan de la misma (almacenamiento de hidr\u00f3geno, almacenamiento y conversi\u00f3n de energ\u00eda, etc) hace de este un campo muy importante de la qu\u00edmica actual.<\/p>\n

\u00a0En almacenamiento de energ\u00eda el uso de diferentes tipos de CNTs permite el desarrollo de diferentes clases de supercondensadores. Por ejemplo, los nanotubos de por s\u00ed ya se han usado como electrodos en supercondensadores de doble capa electroqu\u00edmica, mientras que nanotubos modificados con, por ejemplo, ciertos pol\u00edmeros u \u00f3xidos met\u00e1licos se pueden usar en pseudocondensadores.<\/p>\n

En los supercondensadores de doble capa electroqu\u00edmica la energ\u00eda se almacena por atracci\u00f3n electrost\u00e1tica, lo que hace que las densidades de potencia y los ciclos de vida de estos dispositivos sean muy altos. La buena conductividad el\u00e9ctrica y la alta \u00e1rea superficial de los CNTs los hace muy prometedores como materiales de electrodo de estos dispositivos.<\/p>\n

\u00a0En los pseudocondensadores la energ\u00eda se almacena por reacciones electroqu\u00edmicas de oxidaci\u00f3n y reducci\u00f3n, por lo que son dispositivos que tienen mayores densidades de energ\u00eda. Los nanotubos modificados o funcionalizados con compuestos electroqu\u00edmicamente activos son unos materiales de electrodo muy prometedores para estos dispositivos.<\/p>\n

\u00a0Para optimizar los CNTs usados en los pseudocondensadores es necesario encontrar un m\u00e9todo qu\u00edmico de funcionalizaci\u00f3n adecuado. Los m\u00e9todos sin enlace covalente entre el CNT y el compuesto que lo modifica2<\/sup> son menos adecuados que aquellos que forman un enlace covalente, como puede ser una oxidaci\u00f3n qu\u00edmica3<\/sup> o una reducci\u00f3n de sales de diazonio arom\u00e1ticas4<\/sup>. Este \u00faltimo m\u00e9todo tiene la ventaja adicional de que los grupos funcionales a\u00f1adidos a los CNTs pueden usarse en otras reacciones qu\u00edmicas, como por ejemplo para la adici\u00f3n de diferentes mol\u00e9culas5<\/sup>.<\/p>\n

\u00a0Sin embargo ninguno de los m\u00e9todos de funcionalizaci\u00f3n de los CNTs desarrollados hasta ahora son suficientemente adecuados, lo que hace de \u00e9ste uno de los campos de m\u00e1s inter\u00e9s en la qu\u00edmica de materiales, ya que repercutir\u00eda no solo en mejores supercondensadores sino en la posible viabilidad de todo un abanico de aplicaciones para los nanotubos.\u00a0<\/p>\n

    \n
  1. Harris, P.F. (1999). Carbon Nanotubes and Related Structures: New Materials for the Twenty-first Century, Cambridge University Press: Cambridge.<\/li>\n
  2. N. Karousis, N. Tagmatarchis, Chem. Rev. 110 (2010) 5366.<\/li>\n
  3. W. Xia, C. Jin, S. Kundu, M. Muhler, Carbon 47 (2009) 919<\/li>\n
  4. P. Abiman, G.G. Wildgoose, R.G. Compton, Int. J. Electrochem. Sci. 3 (2008)<\/li>\n<\/ol>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 104.<\/p>\n

    5.\u00a0\u00a0\u00a0 Ghanem.A,M.Kocak,I.Mayouf,A.Alhosan,M.Bartlett,P, Electroquimica Acta, (2012) 74\u2013 80<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Desde su descubrimiento, los nanotubos de carbono han atra\u00eddo la atenci\u00f3n de los cient\u00edficos de todo el mundo. Este extraordinario inter\u00e9s proviene de sus extraordinarias propiedades estructurales, mec\u00e1nicas y electr\u00f3nicas, que hace a estos materiales atractivos para su uso en m\u00faltiples aplicaciones. Aunque los nanotubos de carbono son qu\u00edmicamente inertes, su funcionalizaci\u00f3n les hace adquirir propiedades f\u00edsicoqu\u00edmicas adicionales. Autora: [S\u00fcheda ISIKLI. Instituto IMDEA Energ\u00eda] \u00a0Los nanotubos de carbon (CNTs) son estructuras cil\u00edndricas con un radio que puede ser de solo unos pocos nan\u00f3metros y una longitud que puede ser de hasta 20 cm. Los CNTs se pueden ver como una\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\/131520"}],"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=131520"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131520\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131524,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131520\/revisions\/131524"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131520"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131520"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131520"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}