Advanced electrolyte design for supercapacitors: From molecular solvation control to sustainable reuse

• Autores: Laura González Aguilera
• Directores de la Tesis: Maria Luisa Ferrer Pla (dir. tes.), María Concepcion Gutiérrez Pérez (dir. tes.), Beatriz Alonso Garrido (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 277
• Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro Tartaj Salvador (presid.), Carmen Casado Santana (secret.), María de las Nieves López Salas (voc.), Daniel Carriazo Martín (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Aplicada por la Universidad Autónoma de Madrid
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • La creciente demanda global de desarrollo sostenible ha intensificado la necesidad de tecnologías de cero emisiones y energías renovables, subrayando la importancia de los sistemas de almacenamiento de energía electroquímica (EES) de alto rendimiento. Los supercondensadores de doble capa eléctrica (EDLCs) destacan por su elevada potencia de carga-descarga, larga vida útil y seguridad. Sin embargo, su limitada capacidad de almacenamiento resalta la necesidad de electrolitos avanzados, eficientes y estables. Un desafío clave en su desarrollo es lograr altos voltajes de operación sin comprometer la estabilidad electroquímica ni el transporte iónico. Aunque los electrolitos acuosos tradicionales ofrecen alta conductividad, su estrecha ventana de estabilidad electroquímica (ESW) limita la densidad energética. Aumentar la concentración de sal puede ampliar la ESW y mejorar la densidad energética, pero a costa de mayor viscosidad, lo que reduce la movilidad iónica. Las estrategias emergentes en ingeniería de electrolitos han llevado al desarrollo de electrolitos de alta entropía (HE), que aprovechan diversos entornos de solvatación para mejorar la estabilidad electroquímica, el transporte iónico y permitir mayores voltajes en sistemas EES. Paralelamente, los disolventes eutécticos (DESs) han ganado reconocimiento como alternativas sostenibles y de baja toxicidad, con una versatilidad química única. Su aplicación reciente como agentes de lixiviación y electrolitos funcionales posiciona a los DESs como elementos clave de estrategias de economía circular aplicadas al almacenamiento energético. En este contexto, esta tesis explora la optimización de nuevos electrolitos HE y otros basados en DESs mediante ingeniería de la solvatación, extensión de la ventana de voltaje y reutilización circular. Estas estrategias contribuyen a avanzar hacia tecnologías de almacenamiento de energía más eficientes, duraderas y sostenibles