Anàlisi i simulació de nous materials pels futurs supercondensadors: hidrogels

Abstract

Cada dia és més important l’ús d’energies renovables i, per tant, és necessari millorar el funcionament i disseny dels dispositius electrònics com són els supercondensadors. Els hidrogels són cada vegada més utilitzats en el camp de la biomedicina i l’electrònica. D’aquesta manera, aquest treball s’enfoca i comença a estudiar la viabilitat d’implementar un hidrogel biodegradable com a electròlit en el medi d’un supercondensador. Per a tal finalitat es duran a terme simulacions computacionals amb processadors d’alt rendiment i tot l’estudi serà realitzat mitjançant aquestes simulacions que representaran el comportament del sistema d’estudi sense haver de fer assajos de prova i error amb els materials. Començant per fer assajos amb un dels principals polímers a partir del qual es sintetitza un hidrogel biodegradable, el sistema d’estudi, format inicialment per cadenes del nostre polímer, s’hi afegiran molècules d’aigua, ions i s’hi aplicaran camps elèctrics, d’on se n’extrauran resultats com la formació de ponts d’hidrogen, la variació de les distàncies d’aquests ponts d’hidrogen, les energies lliures de solvatació dels diversos sistemes, les distàncies entre àtoms dels grups funcionals polars de la molècula i la difusió dels ions en el medi. Tot plegat per veure l’efecte dels camps elèctrics sobre l’estructura i les propietats fisicoquímiques de la matriu polimèrica i així determinar si el polímer objecte d’estudi és adequat per a la seva utilització en supercondensadors, fet que sembla viable degut a les lleugeres deformacions que s’acaben observant en la malla polimèrica i el bon coeficient de difusió que presenten els ions implementats al sistema.