Modificación de sustratos tridimensionales a base de carbono con hexacianoferrato de cobalto para su potencial aplicación en almacenamiento electroquímico de iones sodio

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dc.contributor.advisorCórdoba Tuta, Elcy María
dc.contributor.advisorAcevedo Peña, Próspero
dc.contributor.authorCalixto Lozada, Oscar Eduardo
dc.date.accessioned2024-03-04T00:44:55Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:44:55Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEn este trabajo, partículas de hexacianoferrato de cobalto (CoHCF) se depositaron en la superficie de espumas de carbón vítreo reticulado (CVR) con el fin de superar la falta de conductividad del CoHCF y aprovechar su capacidad para el almacenamiento de iones Na+. La deposición se llevó a cabo a través de 3 métodos: electrodeposición, síntesis química e hidrotermal. La electrodeposición de CoHCF en la superficie de la espuma CVR se realizó usando la técnica de voltamperometría cíclica. Los últimos dos métodos se basaron en la formación de hidróxido de cobalto y carbonato de hidróxido de cobalto como plantillas precursoras de sacrificio, respectivamente, luego ambos arreglos se transformaron a CoHCF a través de una reacción de intercambio iónico en solución acuosa de [Fe(CN)6]3-. Los materiales obtenidos se caracterizaron con diversas técnicas para obtener información sobre su morfología, composición, estructura y desempeño electroquímico en el almacenamiento de los iones sodio. Los resultados mostraron que el contacto íntimo entre el CoHCF y la espuma CVR mejora la respuesta a altas velocidades de barrido o de carga y descarga, debido a un mayor número de sitios activos para el almacenamiento de energía y menor impedancia. Notablemente, la síntesis basada en los precursores de cobalto mejora la capacidad como resultado de una mayor cantidad de CoHCF depositado. El electrodo CoHCF(-1.1V)120s/CVR preparado por síntesis química presentó la mayor capacidad, por lo que se empleó para ensamblar un dispositivo híbrido que entregó una densidad de energía de 166.2 mWh cm-3 a una densidad de potencia de 2301 mW cm-3. El dispositivo conservó el 82.5% de su capacidad inicial, después 1000 ciclos a una corriente de 10 mAcm-3. La estabilidad de los materiales se evaluó mediante EIS y FTIR.
dc.description.abstractenglishIn this work, particles of cobalt hexacyanoferrate (CoHCF) was deposited on reticulated vitreous carbon (RVC) foam surface in order to overcome the lack of conductivity of CoHCF and take advantage of their capacity for Na+ ions storage. The deposition was carried out through three methods: electrodeposition, chemical and hydrothermal synthesis. The electrodeposition of CoHCF on RVC surface was made by using cyclic voltammetry technique. Last two methods were based on the formation of cobalt hydroxide and cobalt hydroxide carbonate as sacrificial precursor templates, respectively, then both arrays were transformed to CoHCF by ion exchange reaction in [Fe(CN)6]3- aqueous solution. The obtained materials were characterized with several techniques to obtain information about their morphology, composition, structure and electrochemical performance during Na+ ions storage. The results showed that the intimate contact between CoHCF and CVR foams improve the response at high potential scan or charge and discharge rates, due to an increasing in the number of active sites for the energy storage and lower impedance. Notably, the synthesis based on cobalt precursors enhances the capacity as a result of higher amount of CoHCF deposited. The electrode CoHCF(-1.1V)120s/CVR prepared by chemical synthesis showed the highest capacity and was employed for built an energy storage hybrid device that delivered an energy density of 166.2 mWh cm-3 at power density of 2301 mW cm-3. The device retains 82.5% of its initial capacity after 1000 cycles at 10 mA cm-3. The stability of materials was evaluated through EIS measurements and FTIR.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Metalúrgico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40300
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectHexacianoferrato De Cobalto
dc.subjectEspumas Cvr
dc.subjectCátodo
dc.subjectAlmacenamiento Electroquímico De Energía
dc.subjectBaterías Ion Sodio.
dc.subject.keywordCobalt Hexacyanoferrate
dc.subject.keywordRvc Foams
dc.subject.keywordCathode
dc.subject.keywordElectrochemical Storage Of Energy
dc.subject.keywordSodium Ion Batteries.
dc.titleModificación de sustratos tridimensionales a base de carbono con hexacianoferrato de cobalto para su potencial aplicación en almacenamiento electroquímico de iones sodio
dc.title.englishModification of carbon based tridimensional substrates with cobalt hexacyanoferrate for its application in electrochemical storage of sodium ions. *
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Metalúrgica