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Electrolitos compuestos de polietilengicol con óxido de titanio nanoestructurado para dispositivos electrocrómicos
NARCIZO MENDOZA AGUERO
FRANCISCO PARAGUAY DELGADO
HAILIN ZHAO HU
Acceso Abierto
Atribución
El polietilenglicol de bajo peso molecular (PEG, 600) es un polímero líquido viscoso libre de solventes. Es un conductor iónico y se puede lograr una conductividad del electrolito PEG-Li+ mayor a 10-4 Scm-1 a temperatura ambiente con una concentración de 1:8 entre la sal de litio y una molécula de oxígeno de éter. Con este electrolito se prepararon dispositivos electrocrómicos hechos a base de óxido de tungsteno (WO3) con un buen contraste óptico en un rango de longitud de onda de 2500-300 nm. No obstante, el cambio de color es ligeramente lento en estos dispositivos al aplicar potenciales entre + 1V y - 1.5 V. Para mejorar el desempeño electrocrómico de estos dispositivos basados en electrolitos poliméricos, se prepararon nanocompositos de óxido de titanio-PEG por el método de sol-gel. Las imágenes de Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) muestran el tamaño nanométrico de los compuestos de titanio dentro de la matriz polimérica. Los estudios de análisis termogravimetríco (TGA) y de Espectroscopias de Infrarrojo (FT-IR) y Raman confirman la formación de nuevas asociaciones en los compuestos de PEG- óxido de titanio. La respuesta electrocrómica de WO3 con PEG-TiO2-LiI como electrolito se mejora notablemente tanto en contraste óptico como en velocidad de cambio bajo los mismos potenciales de polarización. También se observa que la fuente de sal de litio juega un papel importante en el proceso redox de los dispositivos. En este trabajo se proponen los mecanismos, respaldados por espectroscopía de impedancia electroquímica, de separación y de almacenamiento de carga en los nanocompuestos, así como la transferencia de carga en la interfase electrolito/ WO3
Low molecular weight polyethylene glycol (PEG, 600) is a good solvent-free viscous ionic conductor. With a lithium salt concentration of 1:8 between lithium and ether oxygen molecule, the conductivity of the PEG-Li+ electrolyte can be larger than 10-4 Scm-1 at room temperature. By using this electrolyte, tungsten oxide (WO3) based electrochromic devices (ECDs) have been prepared and exhibited a good optical contrast at the wavelength range from 2500 to 300 nm. However, the color change is quite slow in these devices when the applied potentials are switching between + 1V and -1.5 V. To improve the electrochromic performance of polymeric electrolyte based ECDs, nanocomposites of PEG-titanium oxide compound have been prepared by solgel method. Transmission Electronic Microscope (TEM) images of the composite samples show nanometer size of titanium oxide compounds inside the PEG matrix. The formation of new association between PEG and titanium oxide compound is confirmed by thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). The electrochromic response of WO3 with PEG-TiO2 – LiI as electrolyte is considerably improved under the same potential polarizations. It is also observed that the source of lithium salt play an important role in the redox process of the devices. The mechanisms of charge separation and storage in the nanocomposite electrolytes as well as the charge transfer at the electrolyte/WO3 film interface have been proposed and supported by electrochemical impedance spectroscopy study on the mentioned ECDs
2012-01
Tesis de doctorado
Español
QUÍMICA
Aparece en las colecciones: Doctorado en Ciencia de Materiales

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