INVESTIGACION Y DESARROLLO DE PROPUESTAS DE MEJORA

Grafeno dopado con Berilio como material de ánodo prometedor para supercapacitores de doble capa eléctrica: un estudio computacional

Debido al actual incremento en la demanda energética, se requiere el desarrollo de nuevas tecnologías para la generación y almacenamiento de energía. A este propósito, los supercapacitores de doble capa eléctrica (EDLC) han destacado como uno de los sistemas más eficientes para el almacenamiento y conversión energética. En trabajos previos, se ha reportado el grafeno dopado con heteroátomos como material de electrodo, sin embargo, ciertas propiedades como la conductividad del electrodo han sido impactadas negativamente, limitando su eficiencia. En este estudio, mediante el uso de Avogadro 1.2.0 y ORCA 4.2.1 se construyeron y optimizaron mallas 3x3 de grafeno dopado con berilio variando su posición e introduciendo una vacancia. Mediante la teoría de funcionales de la densidad (DFT) se calcularon las energías de los orbitales HOMO/LUMO de las mallas modeladas, así como la energía de adsorción de un ion cloruro (Cl-) para cada una de ellas, con el objetivo de evaluar su eficiencia como material ánodico para supercapacitores EDLC. Mediante modelación se encontró que al dopar grafeno con un átomo de berilio en un extremo de la estructura se mejoran significativamente sus propiedades, en comparación con el grafeno puro, grafeno dopado con boro y grafeno dopado con nitrógeno, obteniendo una energía de adsorción de -1.10 eV/Cl- y una brecha HOMO/LUMO de 0.11 eV. Estos resultados son alentadores y sugieren que el dopaje con berilio puede ser un material prometedor y eficiente como ánodo para supercapacitores EDLC, por lo que se proponen más estudios, teóricos como experimentales, para seguir explorando su aplicación.