Evaluación del desempeño de un actuador CFNs-Gel, soportado sobre polímero, utilizando distintos líquidos iónicos

Abstract

En la presente memoria de título se desarrollaron actuadores de Nanofibra de Carbono (CNF) y líquido iónico (Li), soportado sobre polímero gel, utilizando seis líquidos iónicos, correspondientes a EMIBF4, EMITFSI, BMIF4, EMI[N(CN)2], BMPTFSI y HMIBF4. Realizándose la caracterización de las láminas electrodo/electrolito y la evaluación del desplazamiento de cada uno de los actuadores desarrollados. En lo que respecta a la caracterización morfológica, esta se llevó a cabo mediante Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), mientras que la topografía de la superficie se analizó a partir de Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). A través de titulación, se determinó la capacidad de intercambio iónico tanto en los electrodos como en los electrolitos con cada líquido iónico estudiado. Para la caracterización química se analizaron las muestras por medio de Espectrometría Infrarroja por Transformada de Fourier. Por otra parte, todas las muestras de electrodos, electrolitos y actuadores fueron sometidas a estudios de Voltametría Cíclica, a diferentes frecuencias, obteniendo a partir de los voltamogramas cíclicos la capacitancia correspondiente a cada una de estas. Se estudiaron parámetros como el Modulo de Young´s y porcentaje de deformación mediante pruebas de tensión, para la caracterización mecánica de las láminas de electrodo y electrolito correspondientes a cada uno de los líquidos iónicos. Finalmente para evaluar el desplazamiento de los actuadores obtenidos, se estudió la respuesta de este a la variación de potencial y frecuencia aplicada

In this work, Carbon Nanofiber (CNF) and ionic liquid (Li) actuators supported on the polymer-gel, and using same ionic liquids were developed. The IL used corresponding to EMIBF4, EMITFSI, BMIF4, EMI[N(CN)2] , BMPTFSI and HMIBF4. Morphological, chemical, mechanical and electrochemical characterization of each of the layers and the evaluation of the displacement of each one of the actuators was studied. The morphological characterization was studies through Scanning Electron Microscopy (SEM), while the topography of the surface has been analyzed from Atomic Force Microscopy (AFM). The capacity of ion exchange was analyzed using titration with NaOH, in both of the electrodes and in the electrolytes. For the chemical characterization the samples were analyzed by Infrared Spectrometry by Fourier Transform. The parameters such as the Young’s module, percentage of deformation as well as for the mechanical characteristic of the electrode and electrolyte samples a testing machine was used. Additionally all electrodes, electrolytes and actuators were subjected to Cyclic Voltammetry studies, at different frequencies to obtaining the capacitance from the cyclic voltammograms. Finally, the displacement of the actors was evaluated, studding the response to the variation of potential and frequency applied