Aerogeles Compuestos Bio-basados Iónicamente Conductivos

  • Amenta, Serena (Politecnico di Torino,Università degli Studi)
  • De La Cruz, Lucía Guadalupe (Centre Catalá del Plástic, UPC)
  • Abt, Tobias (Centre Catalá del Plástic, UPC)
  • León, Noel (Centre Catalá del Plástic, UPC)
  • Sánchez-Soto, Miguel (Centre Catalá del Plástic, UPC)

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El cambio ordenado hacia una transición energética sostenible y segura, requiere de avances significativos que mejoren, tanto el rendimiento en el almacenamiento de energía, como su sostenibilidad y seguridad. Los aerogeles son materiales muy ligeros y porosos a los que, mediante una adecuada formulación, es posible dotarlos de resistencia mecánica, capacidades de aislamiento térmico y resistencia a fuego. Estas características los hacen ser prometedoras soluciones que pueden hacerse servir como electrolitos poliméricos compuestos (CPE) para aplicaciones electroquímicas. En este sentido, estudios previos han demostrado que los aerogeles de sílice pueden emplearse como andamios para electrolitos poliméricos sólidos (SPE), en los que el aerogel no solo proporciona el necesario soporte estructural, sino que también crea canales de conducción adicionales que mejoran la conductividad iónica (IC) del sistema. En este trabajo se ha sintetizado un aerogel compuesto de gelatina, montmorillonita y ácido tánico, con orientación unidireccional de la porosidad, hecho que proporciona canales de IC más directos. El aerogel exhibió alta porosidad (92.9 ± 0.1%) y baja densidad (0.130 ± 0.002 g/cm³) siendo además auto-extinguible. La infiltración del aerogel con un electrolito polimérico sólido (SPE) de polietilenglicol (PEG) y Bis (trifluorometanosulfonil) imida de litio (LiTFSI), produjo una cobertura parcial de los poros (porosidad 76%), alcanzándose una conductividad iónica a temperatura ambiente del orden de 2 × 10-7 S/cm. Estas características suponen la creación de un electrolito sólido de baja densidad, que permite aumentar la capacidad específica del dispositivo final. Alternativamente, el aerogel puede ser empleado como soporte activo y resistente al fuego, para electrolitos líquidos o en forma de gel, mejorando y maximizando de esta forma la IC.