Un grupo de científicos de Skoltech y Lomonosov Moscow State University (MSU) demostró que el nitrógeno no es el único elemento que puede ayudar a mejorar la capacitancia específica de los supercondensadores.

El avance de las fuentes de energía renovable requiere nuevos materiales con un rendimiento electroquímico mejorado. Los electrodos en las fuentes de corriente electroquímica suelen estar hechos de carbono. Las propiedades de los carbones se mejoran utilizando toda una gama de técnicas de modificación de superficies, como la adición de óxidos metálicos, creando recubrimientos multicapa o expandiendo el área de superficie específica. Incorporando los átomos de dopaje de nitrógeno, flúor, el cloro y otros elementos en la red de carbono es una tendencia reciente en la modificación de la superficie que altera drásticamente las características electroquímicas del material sin "contaminar" la solución de electrolito durante la carga y descarga.

Más temprano, Los científicos de Skoltech demostraron que la incorporación de nitrógeno en la red de carbono multiplica la capacitancia electroquímica. Recientemente, el mismo equipo del Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) y sus colegas de MSU han investigado el efecto de los heteroátomos de nitrógeno y oxígeno en las características electroquímicas del material.

"Modificamos la superficie de los materiales de carbono utilizando plasma de CC en atmósferas de nitrógeno, oxígeno, y su mezcla, para implantar átomos de oxígeno y nitrógeno en la red de carbono. Al cambiar el contenido de plasma, se puede controlar la funcionalización de la superficie, "explica Stanislav Evlashin, el primer autor del artículo y un científico investigador senior en Skoltech.

La modificación de la red de carbono por otros átomos altera su estructura y la hace menos 'perfecta, 'que conduce a un cambio en las características electroquímicas.

Las mediciones electroquímicas en medio ácido revelaron el mayor contenido de oxígeno y capacitancia electroquímica en las muestras modificadas en plasma de oxígeno. Los resultados del estudio sugieren que el nitrógeno no es el único potenciador de la capacitancia específica de los supercondensadores y que el oxígeno a veces es incluso más eficaz. Los científicos atribuyen el resultado tanto a la funcionalización de la superficie (es decir, impartir nuevas propiedades a la superficie) como a los cambios en la red cristalina. A diferencia del nitrógeno, el oxígeno es mucho más fácil de insertar en la red cristalina.

Los hallazgos de los científicos contribuirán al desarrollo de supercondensadores de nueva generación.