Modelamiento y evaluación de dispositivos electroquímicos híbridos internos en paralelo

Abstract

El presente trabajo investigativo se enfocó en la comprensión y análisis del funcionamiento y del comportamiento de la ultrabatería, dispositivo electroquímico con hibridación interna en paralelo, con el fin de construir un modelo que permitiera predecir su dinámica y sirviera a la vez como una propuesta inicial para un modelo de diseño mucho más robusto. Tanto el modelo de batería como de capacitor usados para su construcción arrojaron dinámicas acordes con los datos reportados en la literatura. Para la validación experimental se seleccionaron los electrodos de la batería de plomo ácido y de un capacitor de carbón activado. Se llevó a cabo una caracterización electroquímica de los materiales mediante la técnica de voltametría cíclica con el fin de alimentar el modelo con datos reales, los datos asociados a geometrías y configuraciones espaciales fueron tomados de la literatura. Los datos arrojados por el modelo se acercan bastante cualitativamente a los datos disponibles en los artículos. Además se encontró que la dinámica de las interacciones entre los materiales de los electrodos híbridos es fundamental para el diseño de estos dispositivos a la hora de ser implementados en una aplicación específica.

Abstract: The present search was focused in the understand and analysis of the operation and the behavior of ultra-battery, an electrochemical device with internal parallel hybridization, with the aim to build to model, which will allow to predict its dynamic and be also an initial proposal for a robust design model. The used models of battery and capacitor showed dynamics consistent with the literature. For the experimental validation, the electrodes of the lead acid battery and the double layer electrochemical capacitor were selected. The cyclic voltammetry was used for the electrochemical characterization of materials with the aim to feed the model with real information; the geometry and spatial configuration of the device were obtained of the literature. The simulations are qualitatively consistent with the literature; further, it was found that the dynamic of the interactions between the hybrid electrode materials are fundamental for the design of those devices for a specific application