Análisis de las variables del proceso del carbón activado usando residuos de granos de café para la fabricación de supercapacitores

Abstract

Los carbones activados (CAs) se obtuvieron a partir de residuos de granos de café. Para la síntesis se utilizó un diseño experimental con un arreglo factorial 33 , tomando como factores; los agentes de activación ácido fosfórico (H3PO4) e hidróxido de potasio (KOH), el tiempo de impregnación (24 - 48 h), y las temperaturas de carbonización (600 - 800 ºC). La caracterización de los CAs se realizó mediante; Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier, Difracción de Rayos X, Microscopía Electrónica de Transmisión, Microscopía Electrónica de Barrido, Análisis Termogravimétrico y Fisisorción de N2. Consecutivamente se realizó el análisis estadístico utilizando el programa Minitab 18 con la finalidad de analizar el proceso de obtención del carbón activado, para posteriormente seleccionar las mejores muestras y utilizar los CAs como material activo en la aplicación de supercapacitores, en el almacenamiento de energía. Con las muestras de los CAs, se procesaron los electrodos en forma de pastillas compactadas. La caracterización electroquímica de los electrodos se lleva a cabo en configuración de dos electrodos, utilizando como electrolito acuoso KOH (5M). Los electrodos mostraron un mecanismo de almacenamiento de carga en forma de supercapacitores asimétricos o híbridos, incluida la capacitancia de doble capa y la contribución pseudocapacitiva para los CAs, alcanzando capacidades específicas de hasta 495 F/g a 1 mA/g, usando como agente activante KOH.