Producción de Carbón Activado a partir de Cáscara de Cacao Utilizando CO2 como Agente  Activante y su Aplicación como Electrodo en un Supercondensador

Montenegro Rojas,Elizabeth; Gutiérrez Gil,Xiomara Andrea

Producción de Carbón Activado a partir de Cáscara de Cacao Utilizando CO2 como Agente Activante y su Aplicación como Electrodo en un Supercondensador

dc.contributor.advisor	Vargas Ceballos,Óscar Andrés
dc.contributor.advisor	Arenas Cordero,Laura Ximena
dc.contributor.author	Montenegro Rojas,Elizabeth
dc.contributor.author	Gutiérrez Gil,Xiomara Andrea
dc.contributor.evaluator	Guiza Arguello,Viviana Raquel
dc.contributor.evaluator	Blanco Vasquez,Sergio Ismael
dc.date.accessioned	2025-08-27T12:29:09Z
dc.date.available	2025-08-27T12:29:09Z
dc.date.created	2025-08-15
dc.date.issued	2025-08-15
dc.description.abstract	Los residuos agroindustriales han dejado de ser considerados simples desechos para convertirse en una valiosa fuente de materia prima. En este trabajo, se propone el uso de la cáscara de cacao como precursor para la fabricación de electrodos destinados a supercondensadores, explorando su potencial como alternativa sostenible. Para ello, se prepararon carbones activados bajo diferentes condiciones de activación, empleando dos métodos: activación física con CO₂ y activación química con ZnCl₂ en una proporción 2:1 respecto a la biomasa, seguida de una activación física adicional con CO₂. El uso de CO₂, aunque no es el más común, se consideró estratégico para aprovechar emisiones residuales este gas como un recurso útil. La activación térmica se llevó a cabo a temperaturas de 600 °C y 800 °C, con tiempos de carbonización de 1, 2 y 3 horas. Los resultados evidenciaron que el electrodo activado químico-físicamente a 800 °C durante 2 horas presentó el mejor desempeño capacitivo, alcanzando 81,89 F/g en pruebas de voltamperometría cíclica, además de mostrar una alta estabilidad tras 1000 ciclos de carga y descarga. Adicionalmente, se realizaron análisis elementales (CHNS) y caracterización textural mediante adsorción de nitrógeno, destacándose un área superficial máxima de 1746,0 m²/g. Estos hallazgos confirman que el carbón activado obtenido es un buen candidato para el desarrollo de electrodos en dispositivos de almacenamiento energético.
dc.description.abstractenglish	Agro-industrial residues are no longer viewed as simple waste, but as valuable source materials for material development. In this study, we propose the use of cocoa shells as a source material for the fabrication of electrodes for supercapacitors, exploring their potential as a sustainable alternative. To this end, the energy storage capacity was evaluated under different activation conditions using two methods: physical activation with CO₂ and chemical activation with ZnCl₂ at a 2:1 ratio relative to the biomass, followed by an additional physical activation with CO₂. Although CO₂ is not the most used activating agent, its use was strategically considered to repurpose this gas as a valuable resource. Agro industrial residues are no longer viewed as simple waste but have become valuable sources of raw materials. In this study, cocoa shells are proposed as precursors for the fabrication of electrodes for supercapacitors, exploring their potential as a sustainable alternative. To this end, activated carbons were prepared under different activation conditions using two methods: physical activation with CO₂ and chemical activation with ZnCl₂ at a 2:1 ratio relative to the biomass, followed by an additional physical activation with CO₂. Although CO₂ is not the most used activating agent, its use was strategically considered to repurpose residual emissions as a valuable resource. Thermal activation was carried out at temperatures of 600 °C and 800 °C, with carbonization times of 1, 2, and 3 hours. The results showed that the electrode subjected to combined chemical and physical activation at 800 °C for 2 hours delivered the best capacitive performance, achieving 81,89 F/g in cyclic voltammetry tests and demonstrating high stability after 1,000 charge–discharge cycles. Additionally, elemental analysis (CHNS) and textural characterization via nitrogen adsorption revealed a maximum surface area of 1,746.0 m²/g. These findings confirm that the resulting activated carbon is a highly suitable candidate for the development of electrodes in energy storage devices.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Metalúrgico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/46027
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Metalúrgica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Biomasa
dc.subject	cáscara de cacao
dc.subject	electrodos
dc.subject	carbón activado
dc.subject	supercondensadores
dc.subject.keyword	Biomass
dc.subject.keyword	cocoa husk
dc.subject.keyword	electrodes
dc.subject.keyword	activated carbon
dc.subject.keyword	supercapacitors
dc.title	Producción de Carbón Activado a partir de Cáscara de Cacao Utilizando CO2 como Agente Activante y su Aplicación como Electrodo en un Supercondensador
dc.title.english	Production of Activated Carbon from Cocoa Shell Using CO₂ as Activating Agent and its Application as Electrode in a Supercapacitor
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado