Preparazione e caratterizzazione di idrogel conduttivi multi-layer a base di PVA per lo sviluppo di supercapacitori simmetrici

In questo progetto sono stati sviluppati sistemi idrogel a base di PVA e altri polimeri conduttori che possano fungere da supercapacitori (SC) capaci di accumulare carica e rilasciarla con una notevole densità di potenza sfruttando un elettrolita solido. L’obiettivo è quello di creare una cella simmetrica “all in one”, fatta da due elettrodi e uno strato elettrolitico. Il polimero conduttivo usato negli elettrodi è il PANI PAMPSA. Il poli-vinilalcol è stato scelto poiché è un polimero non ionico, versatile, idrofilo e non-tossico, e ciò si allinea all’obiettivo di voler sviluppare sistemi che fungano sia da SC che da sensori indossabili in applicazioni mediche. Si sfrutta la capacità del PVA di creare un network polimerico attraverso cicli ripetuti di congelamento/scongelamento, incorporando così il concetto di sostenibilità. Nei campioni preparati, è stato modificato il peso molecolare del PVA e il rapporto % PVA/H₂SO₄. Sono state messe in pratica sia caratterizzazioni meccanico-morfologiche sia elettrochimiche. Misure di porosità quantitative e qualitative per valutare la % e la morfologia dei pori stessi tramite SEM hanno permesso di correlare tali valori con la conducibilità ionica del sistema. Sono inoltre state fatte prove di trazione meccanica, TGA, NMR, analisi ATR, swelling test, rilasci e rigenerazioni. I sistemi sono stati elettrochimicamente indagati mediante EIS, misure di CDC e misure di conducibilità elettronica con configurazione a 4 punte. E’ stato assemblato un prototipo di SC per valutarne le capacità elettrochimiche. E’ stato messo a punto un circuito di SC in serie capaci di accumulare carica dopo il caricamento e di rilasciarla per l’accensione di un LED. Sono stati fatti tentativi di modifica del polimero conduttore presente all’interno degli strati elettrodici per valutare eventuali variazioni di conducibilità e capacità specifica dei sistemi, andando a sostituire il PAMPSA con dell’acido fitico.