Synthesis and characterization of hydrogels formed by PVA-VAVTD-KOH used in Zn batteries

Abstract

Se realizó la síntesis de un gel polimérico formado por una mezcla de Poli (Vinil Alcohol) (PVA) y diferentes proporciones del ter-polímero compuesto de acetato de vinilo, acrilato de butilo y neodecanoato de vinilo (VAVTD). Los geles se doparon con Hidróxido de Potasio (KOH) mediante la inmersión del polímero en una disolución de KOH 12M por 24 horas, para su posterior caracterización por diferentes técnicas espectroscópicas, térmicas y electroquímicas. Las pruebas de difracción de rayos X demostraron una reducción en la cristalinidad del polímero tras ser sumergido en KOH. De igual forma, la prueba de voltametría cíclica demostró que a mayor proporción de VAVTD las intensidades de corriente alcanzadas aumentan llegando a un máximo de 310 mA con una membrana VAVTD/PVA (4:1). Los valores de intensidad obtenidos son mucho más altos que estudios previos basados en PVA-KOH. Los valores de conductividad respecto a la temperatura siguen un comportamiento tipo Arrhenius y aumentan con el incremento de VAVTD alcanzando un máximo de 0.019 S cm-1 a temperatura ambiente. Los elevados valores de intensidad y conductividad obtenidos por los geles poliméricos permitieron su implementación en baterías de Zn/aire. A una corriente de descarga de -5mA los hidrogeles presentan una capacidad máxima de 165 mAh y 195 mAh para VAVTD/PVA (4: 1) y (5: 1) respectivamente. Los valores obtenidos son significativamente superiores a los 110 mAh obtenidos con hidrogeles de PVA-KOH.