Universidad Complutense de Madrid
E-Prints Complutense

Escalado de la producción de nanomateriales de grafeno/óxidos metálicos para su uso como electrodos en supercondensadores

Impacto

Downloads

Downloads per month over past year



Seara Martínez, María (2019) Escalado de la producción de nanomateriales de grafeno/óxidos metálicos para su uso como electrodos en supercondensadores. [Thesis]

[img]
Preview
PDF
9MB


Abstract

En la presente memoria, titulada “Escalado de la producción de nanomateriales de grafeno/óxidos metálicos para su uso como electrodos en supercondensadores”, convergen diferentes temáticas de interés en la actualidad: almacenamiento de energía, ciencias materiales y escalado de procesos de producción de nanomateriales. El objetivo de esta Tesis Doctoral consiste en estudiar y optimizar la relación existente entre los parámetros de preparación de nanomateriales con sus propiedades de almacenamiento de energía a escala de laboratorio, con el fin de replicar dicha relación a escala de planta piloto, partiendo de la hipótesis de que la comprensión y el control de los procesos nos permitirá obtener los nanomateriales objetivo bajo los parámetros de calidad impuestos. La importancia de este trabajo reside en el hecho de que a nivel industrial existen pocos procesos de producción de nanomateriales híbridos, puesto que las síntesis más estudiadas presentan carencias de reproducibilidad y de control en escalas mayores del laboratorio. Los estudios a escala de planta piloto son esenciales para comprender los mecanismos físico-químicos y la dinámica de flujo de los procesos. La finalidad del cambio de escala es la selección de las condiciones de diseño que aseguren los resultados deseados. Así puede predecirse el comportamiento de una planta a nivel industrial, operando la planta piloto a condiciones similares a las esperadas. Los nanomateriales escogidos para este trabajo son testados como material de electrodo en supercondensadores, dispositivos caracterizados por su capacidad almacenar la energía en forma de cargas electrostática, lo cual permite que puedan ser cargados y descargados en períodos muy cortos de tiempo y posean elevados valores de densidad de potencia en comparación con otros dispositivos de almacenamiento de energía. Los nanomateriales que en esta Tesis Doctoral se van a abordar combinan las características de doble capa electroquímica del grafeno, con los procesos faradaicos que se producen en las nanopartículas de los óxidos de manganeso y zinc. El rendimiento electroquímico de los nanomateriales, que determinará su idoneidad como materiales de electrodo, estará determinado fundamentalmente por su capacitancia, la cual, a su vez, depende de otras características morfológicas de dichos nanomateriales. Todas estas características se han estudiado en profundidad en el presente trabajo...

Resumen (otros idiomas)

In the present dissertation, “Escalado de la producción de nanomateriales de grafeno/óxidos metálicos para su uso como electrodos en supercondensadores”, several topics of interest converge: energy storage, material sciences and the scale-up process of nanomaterial-production. The main objective of this Doctoral Thesis is to study and optimize the preparation parameters to obtain nanomaterials with excellent energy storage properties at laboratory scale, ultimately replicating them at pilot plant scale. This is based on the hypothesis that the understanding and control of the processes involved will allow us to obtain the objective-nanomaterials. The importance of this work lies in the fact that at the industrial level there are not enough production processes of hybrid nanomaterials available. The most studied syntheses have small reproducibility and control at larger scales. Pilot-scale studies are essential to understand the physical-chemical mechanisms and flow dynamics of processes involved. The nanomaterials chosen for this work were tested as electrode material in supercapacitors. Supercapacitors are devices characterized by their ability to store energy in the form of electrostatic charges, which allows them to be charged and discharged in very short periods of time and have high values of power density compared to other energy storage devices. The nanomaterials that are going to be addressed in this Doctoral Thesis combine the characteristics of the electrochemical double layer of graphene, with the faradaic processes that take place due to the presence of manganese and zinc oxide nanoparticles. The electrochemical performance of nanomaterials, which will dictate their suitability as electrode materials, will be determined fundamentally by their capacitance, which, in turn, depends on other morphological properties of said nanomaterials. All these properties have been studied in depth in the present work...

Item Type:Thesis
Additional Information:

Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Ingeniería Química, leída el 18/12/2018

Directors:
DirectorsDirector email
Larraza Álvarez, Iñigo
Uncontrolled Keywords:Nanomateriales, Grafeno
Palabras clave (otros idiomas):Nanomaterials, Graphene
Subjects:Sciences > Chemistry > Chemical engineering
Sciences > Chemistry > Materials
ID Code:56619
Deposited On:30 Jul 2019 09:56
Last Modified:30 Jul 2019 09:56

Origin of downloads

Repository Staff Only: item control page