Electrodos de Supercondensador de Alto Rendimiento a partir de Carbono Poroso Jerárquico Derivado de Biorefino de Lignosulfonato

Resumen

El uso de biorresiduos como precursores para preparar nanomateriales de valor añadido es crítico para el desarrollo sostenible de dispositivos. Los lignosulfonatos son subproductos de industrias de pulpa y papel y usualmente se desechan como residuos. En este estudio, el lignosulfonato se usa como precursor para preparar carbono poroso ordenado jerárquico con poros interconectados para aplicación de almacenamiento electroquímico de energía. La estructura molecular única y propiedades del lignosulfonato aseguran la adquisición de carbono poroso de alta calidad con estructura de poros controlable y propiedades físicas mejoradas. Como resultado, el carbono poroso ordenado jerárquico preparado muestra excelente rendimiento de almacenamiento de energía al ensamblar supercondensador simétrico, exhibiendo capacitancia específica alta de 289 F g⁻¹ a densidad de corriente de 0,5 A g⁻¹, con densidad de energía de 40 Wh kg⁻¹ a densidad de potencia de 900 W kg⁻¹. El estudio proporciona una estrategia prometedora para fabricar dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento a bajo costo.

Introducción

Los supercondensadores son prometedores como dispositivos de almacenamiento de energía para sistemas de respaldo y varios electrónicos por su alta densidad de potencia, larga vida de ciclo, ligereza comparada con baterías y condensadores convencionales. Los nanomateriales basados en carbono son conocidos por su excelente rendimiento de almacenamiento como materiales de electrodo activos en supercondensadores que almacenan electricidad a través de la doble capa electroquímica. Su rendimiento está determinado por las propiedades físicas de los materiales activos, especialmente la estructura porosa. Los macroporos (>50 nm) sirven como reservorios de amortiguación de iones, mesoporos (2-50 nm) como canales de transporte de iones de electrolito y microporos usualmente como sitios de almacenamiento de carga. Nuestro trabajo previo basado en investigación de correlación lineal indica que la capacitancia específica y la capacidad de tasa están altamente relacionadas con el volumen de microporos y mesoporos, respectivamente. Se espera que supercondensadores basados en nanomateriales de carbono tengan estructura porosa jerárquica con distribución equilibrada de macroporos, mesoporos y microporos interconectados.

Se han hecho esfuerzos considerables para preparar carbono poroso jerárquico para mejor rendimiento. Investigadores han desarrollado varias plantillas duras incluyendo zeolita, MCM-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16 y KIT-6 para preparar carbono poroso con mesoporos ordenados. Tratamientos de activación química y física también se emplean ampliamente, que usualmente resultan en poros cerrados distribuidos aleatoriamente, mostrando poca controlabilidad sobre la estructura porosa.

La biomasa y biorresiduos se han activado química y físicamente a temperaturas elevadas para preparar carbono poroso. Pocos se han usado en métodos de plantilla para síntesis de carbono poroso con estructura de poros ordenada. Muchos carbonos porosos se preparan a partir de surfactantes y bloque-copolímeros costosos y no renovables. La lignina es el segundo material orgánico más abundante y el polímero aromático más abundante en especies vegetales. En la industria papelera, la lignina se convierte en lignosulfonatos durante el proceso de pulpeo y usualmente se desecha como residuo causando problemas ambientales graves. Los lignosulfonatos son típicamente moléculas pequeñas con anillo aromático y grupos que contienen oxígeno. Tienen peso molecular mucho menor que la lignina y exhiben excelente solubilidad en agua debido a grupos oxigenados. Estos méritos hacen de los lignosulfonatos precursores ideales para emplear en método de plantilla para síntesis de carbono poroso de valor añadido con estructura de poros ordenada.

En este estudio, usamos KIT-6 como plantilla dura por su buena interconectividad de poros ordenados y controlabilidad sobre tamaño de poro para preparar carbono mesoporoso ordenado combinado con activación química posterior para crear microporos en la estructura mesoporosa. Se empleó lignosulfonato sódico como precursor. El carbono poroso ordenado jerárquico (HOPC) preparado se usó para ensamblar supercondensador simétrico que muestra rendimiento sobresaliente.

Métodos

Preparación de KIT-6

La plantilla de sílice mesoporosa ordenada (KIT-6) se sintetizó según referencia [24]. En procedimiento modificado, 5,53 g de Pluronic P123 (EO₂₀PO₇₀EO₂₀, PM = 5800, Aldrich) se disolvió primero en 200 g de agua desionizada conteniendo 10,9 g de HCl concentrado (35 %) en frasco de vidrio de 250 mL. 5,53 g de butanol se añadió luego bajo agitación a 35 °C. Tras agitar 1 h, 11,9 g de TEOS (ortosilicato de tetraetilo, Aldrich) se añadió a la solución, y la mezcla se agitó 24 h a 35 °C. El frasco se envejeció luego 24 h a 100 °C en condiciones estáticas. El producto sólido se recogió por filtración y secó a 100 °C sin lavado. El residuo orgánico se eliminó por extracción en mezcla de etanol y HCl, seguido de calcinación a 550 °C por 6 h.

Preparación de Carbono Mesoporoso Ordenado

El carbono mesoporoso ordenado (OMC) se preparó usando KIT-6 sintetizado como plantilla dura y lignosulfonato sódico como fuente de carbono. La plantilla de sílice KIT-6 se usó para cargar lignosulfonato. Típicamente, 0,6 g de lignosulfonato sódico comprado de Lanyi Reagent (Beijing, China) se disolvió en 15 mL de agua desionizada, seguido de adición de 0,6 g de plantilla KIT-6. La mezcla se mantuvo agitando 24 h a temperatura ambiente, seguido de secado a 70 °C. El compuesto seco conteniendo sílice y lignosulfonato se usó como precursor para carbonización. El proceso de carbonización se realizó a 900 °C por 2 h en Ar con flujo de gas 30 sccm. Tras carbonización, la plantilla de sílice se eliminó sumergiendo el compuesto en solución acuosa 2,5 M NaOH por 12 h a temperatura ambiente. Tras lavado con solución HCl diluida y agua desionizada, se obtuvo carbono mesoporoso ordenado (abreviado OMC) y registrado como OMC-900 (número digital refiere a temperatura de carbonización). OMC-700, OMC-800 y OMC-1000 se refieren a muestras carbonizadas a 700 °C, 800 °C y 1000 °C, respectivamente.

Preparación de Carbono Poroso Ordenado Jerárquico

Para preparar carbono poroso ordenado jerárquico (HOPC), se empleó proceso de activación química posterior. Brevemente, OMC-900 preparado se mezcló homogéneamente con solución ZnCl₂ con relación peso carbono:ZnCl₂ de 1:1 y secó a 110 °C por 6 h. El tratamiento de activación se realizó calentando los compuestos a 900 °C por 3 h en Ar con flujo 30 sccm. Para investigar efecto de temperatura de carbonización, las plantillas KIT-6 impregnadas con lignosulfonato también se carbonizaron a 700 °C y 800 °C, marcadas como OMC-700 y OMC-800. Para comparación, lignosulfonato sódico puro sin tratamiento se carbonizó directamente en mismas condiciones y el carbono obtenido se registró como lignina-carbono.

Caracterización

La morfología de plantilla KIT-6 y muestras de carbono poroso se caracterizó usando microscopía electrónica de barrido Hitachi SU8020 (SEM). La estructura porosa fina se examinó en microscopía electrónica de transmisión JEOL 2100F (TEM). El patrón de difracción XRD de ángulo bajo se registró en difractómetro de polvo X-ray XD-2/XD-3 advance. La estructura química se investigó usando espectroscopía de fotoelectrones de rayos X ESCALAB250Xi (XPS). Caracterización Raman con espectroscopía Raman HORIBA Science. Espectros FTIR con espectroscopía FTIR NEXUS 670. Las características porosas de plantilla KIT-6 y carbono poroso se analizaron por experimentos de adsorción/desorción N₂ a 77 K usando Micromeritic ASAP2020 V3.02 H. El área superficial específica se midió según método Brunauer-Emmett-Teller (BET), y la distribución de tamaño de poro se calculó usando modelo de teoría funcional de densidad no local (NLDFT) de poro rendija.

Medición Electroquímica

El rendimiento electroquímico de muestras de carbono poroso preparadas se examinó usando configuración de tres electrodos. El HOPC optimizado se investigó finalmente usando configuración de dos electrodos. El electrodo de trabajo en sistema de tres electrodos se fabricó mezclando físicamente carbono poroso preparado y PVDF disuelto en disolvente NMP con relación peso carbono:PVDF 9:1. La pasta homogénea se fundió sobre lámina de níquel con área de cobertura ~1 cm², seguido de secado a 80 °C por 12 h para eliminar disolvente residual. En prueba de tres electrodos, placa de platino (1 cm²) y Ag/AgCl se usaron como electrodo de contrapartida y referencia, respectivamente. El electrodo de trabajo en sistema de dos electrodos se preparó mismo procedimiento reemplazando lámina de níquel por espuma de níquel. Espumas de níquel con misma cantidad de carga de materiales activos se usaron para ensamblar supercondensador simétrico donde papel filtro se usó como separador. En ambas configuraciones, soluciones acuosas 6 M KOH se emplearon como electrolito.

Voltametría cíclica (CV), espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y carga/descarga galvanoestática constante se realizaron en instrumento Gamry Reference 3000. La medición CV en configuración tres electrodos se realizó en ventana de potencial −1 a 0 V vs Ag/AgCl, mientras ventana en supercondensador simétrico fue 0 a 1 V. La caracterización EIS se realizó a amplitud CA 5 mV en rango frecuencia 1 MHz a 0,01 Hz. La capacitancia específica de curvas CV de prueba tres electrodos se calculó por ecuación C = ∫I dt / mV. La capacitancia específica de curva CV en prueba dos electrodos y prueba galvanoestática se determinó vía C = 4∫I dt / MV y C = 4I t / MV, respectivamente, donde I es corriente de descarga, t tiempo de descarga, V ventana de voltaje de trabajo, m masa de material activo en electrodo de trabajo en configuración tres electrodos, y M masa total de material activo en dos electrodos en supercondensador simétrico. La densidad de energía (E) y densidad de potencia (P) se calcularon de prueba galvanoestática vía E = CV²/2 y P = E/t, respectivamente, donde C es capacitancia específica de prueba dos electrodos y t tiempo de descarga.

Resultados y Discusión

La muestra HOPC se sintetizó a través de cinco pasos como ilustra Fig. 1. (a) Plantilla de sílice KIT-6 preparada por método modificado en literatura [24]; (b) lignosulfonato sódico impregnado en plantilla KIT-6 sumergiendo plantilla en solución acuosa de lignosulfonato; (c) KIT-6 cargado con lignosulfonato carbonizado 2 h en gas Ar. Para optimizar carbonización, realizamos carbonización a 700 °C, 800 °C, 900 °C y 1000 °C. (d) Tras carbonización, plantilla KIT-6 eliminada en solución 2,5 M NaOH tibia para obtener carbono mesoporoso ordenado (OMC); (e) muestra OMC activada químicamente con ZnCl₂ a 900 °C por 3 h para preparar HOPC.

La plantilla KIT-6 preparada se analizó primero usando patrón XRD de polvo de ángulo bajo como muestra Fig. 2a. La KIT-6 sintetizada pertenece a cúbica Ia3d con dos picos característicos a 1° y 1,2° de planos (211) y (220) de estructura mesoporosa ordenada cúbica [24]. Los resultados de análisis adsorción/desorción N₂ muestran que plantilla KIT-6 consiste en mayoría mesoporos y pocos microporos, con buena interconectividad (Fig. 2b). La distribución de tamaño de poro se centra en 2,5 nm y 7,5 nm (Fig. 2c). El área BET es 1481 m² g⁻¹ y volumen total de poro 2,62 cm³ g⁻¹. Investigamos micromorfología y estructura porosa de KIT-6 por TEM como muestra Fig. 2d. Los puntos brillantes representan poros y área oscura paredes (sílice). Espesor de pared y tamaño promedio de poro se midieron 3,1 nm y 6,4 nm, respectivamente. La imagen insertada del patrón FFT en Fig. 2d confirma estructura de poros ordenada periódicamente.

Las muestras OMC se caracterizaron por SEM y TEM. En Figura S1, muestras OMC a diferentes temperaturas muestran morfología panal con poros ordenados. Usamos TEM para investigar estructura microporosa como muestra Fig. 2e–g. Las imágenes TEM muestran nanodominios ordenados. Las partes oscuras son carbono aislado y partes brillantes poros interconectados. Las imágenes FFT muestran puntos brillantes nítidos para todas las muestras OMC, confirmando estructura de poros ordenada. El tamaño de poro es 2,9 nm, 2,1 nm y 2,4 nm para OMC-700, OMC-800 y OMC-900, muy cercano al espesor de pared de plantilla de sílice. En contraste, muestra preparada de carbonización de lignosulfonato sin plantilla no muestra estructura porosa (Figura S2). Se concluye que carbono mesoporoso ordenado se prepara exitosamente usando lignosulfonato sódico y plantilla KIT-6 a temperaturas seleccionadas.

Experimentos de adsorción/desorción N₂ se realizaron para investigar propiedades físico-químicas de muestras OMC, como muestra Figura S3. Todas las curvas de isotermas tienen forma intermedia similar y volumen adsorbido aumenta a presión relativa muy baja y aumenta rápidamente con presión relativa, sugiriendo coexistencia de microporos y mesoporos con alto volumen de poro para todas las muestras OMC. La distribución de tamaño de poro para muestras OMC se centra en 0,6 nm y 2,3 nm. Aumentamos temperatura de carbonización a 1000 °C y la curva de isotermas OMC-1000 en Figura S4 muestra perfil similar, indicando estructura porosa similar. Figura 3a muestra área superficial específica, volumen total de poro, volumen microporos y mesoporos como función de temperatura. El aumento de área superficial se relaciona con aumento de volumen total. Al aumentar a 1000 °C, área superficial disminuye a 1948 m² g⁻¹, con volumen microporos disminuido y mesoporos aumentado. Se sugiere temperatura óptima 900 °C. Tabla S1 resume propiedades físicas de muestras OMC. OMC-900 muestra mayor área superficial 2201 m² g⁻¹ y volumen total 3,74 cm³ g⁻¹.

Por tanto, realizamos activación química usando ZnCl₂ como reactivo usando muestra OMC-900 para crear estructura porosa jerárquica. Como se ve en imagen SEM Figura S5, la red porosa tridimensional ordenada se destruyó parcialmente tras activación para formar numerosas nanopartículas aisladas. La imagen TEM en Fig. 2e muestra poros ordenados y patrón FFT correspondiente muestra puntos brillantes, indicando existencia de nanodominios ordenados. La imagen HRTEM en Fig. 2f muestra microporos formados en paredes de mesoporos tras activación. Los resultados de adsorción/desorción N₂ indican que tras activación, muestra HOPC muestra área superficial específica aumentada significativamente a 2602 m² g⁻¹, con volumen microporos 1,03 cm³ g⁻¹ y mesoporos 3,49 cm³ g⁻¹ (Tabla S1 y Figura S6a y b).

Las propiedades de lignosulfonatos facilitan formación de carbono mesoporoso ordenado. Figura S7 muestra estructura molecular representativa de lignosulfonato, y grupos hidroxilo permiten reacción de entrecruzamiento de moléculas [25]. En este estudio, se propone que moléculas de lignosulfonato se adsorben en paredes de sílice hidrofílicas a través de grupos hidroxilo y se entrecruzan entre sí mediante enlaces de hidrógeno para formar redes tridimensionales. Los espectros FTIR de plantilla KIT-6, lignosulfonato sódico y KIT-6 impregnado con lignosulfonato se muestran en Figura S8. Los picos de lignosulfonato a 3429 cm⁻¹, 2950 cm⁻¹, 1635 cm⁻¹, 1514 cm⁻¹, 1041 cm⁻¹ se asignan a estiramiento O–H, C–H, C=O, C–C y C–O [26]. Los picos de KIT-6 a 463 cm⁻¹, 802 cm⁻¹, 1090 cm⁻¹ se asignan a balanceo Si–O–Si. Pico a 967 cm⁻¹ por vibración Si–O de silanoles superficiales [27]. En espectros lignosulfonato-sílice, picos característicos de ambos coexisten, confirmando impregnación. Además, pico a 3429 cm⁻¹ en lignosulfonato-sílice se ensancha, indicando formación de enlaces de hidrógeno entre moléculas mediante reacción de entrecruzamiento. Las moléculas adsorbidas y orientadas se convierten en capas de carbono sólido durante carbonización, induciendo numerosos poros cerrados, como se ilustra en pasos b y c Fig. 1. La activación química ayuda a abrir estos poros cerrados para mejorar propiedades físicas.

La caracterización Raman se usó para investigar grado de grafitización de muestras de carbono, resultados en Fig. 3b. Todos los espectros Raman muestran bandas D y G características a 1340 cm⁻¹ y 1590 cm⁻¹. La relación intensidad banda D (carbono desordenado) y banda G (carbono ordenado) para muestras OMC y HOPC es ~1,06, menor que 1,17 de carbono de carbonización directa de lignosulfonato sin plantilla. Esto indica que muestras OMC tienen mayor grado de grafitización que carbono de carbonización directa. La razón probablemente se debe a reacción de entrecruzamiento entre moléculas de lignosulfonato que ayuda orientación de anillos aromáticos. El análisis XPS en Figura S9 muestra que todas las muestras contienen principalmente carbono y oxígeno. No hay señal detectable de impurezas en productos finales. La descomposición de lignosulfonato sódico puede dar lugar a formación de CO₂ y Na₂CO₃ [28], que pueden eliminarse completamente durante lavado posterior con agua desionizada. El nivel C1s puede desconvolucionarse en cuatro componentes para todas las muestras: C–O (286,7 eV), C=O (288,0 eV) [29], carbono sp² (284,8 eV, carbono ordenado), y carbono sp³ (285,4 eV, carbono desordenado) [30].

El rendimiento electroquímico de muestras OMC y HOPC activado se evaluó mediante configuración tres electrodos en electrolito acuoso 6 M KOH. El carbono de carbonización directa de lignosulfonato muestra rendimiento de almacenamiento insignificante (Figura S10). Las muestras OMC muestran perfiles CV rectangulares indicando rendimiento mejorado (Figura S11 y Fig. 4a). A 2 mV s⁻¹, capacitancia específica es 59 F g⁻¹, 93 F g⁻¹, 130 F g⁻¹ y 120 F g⁻¹ para OMC-700, OMC-800, OMC-900 y OMC-1000 (Fig. 4b). El electrodo OMC-900 muestra mejor rendimiento entre todas las muestras OMC. Tras activación, capacitancia aumenta a 243 F g⁻¹ para HOPC, casi el doble que OMC-900 antes. La capacitancia de HOPC es mucho mayor que carbono derivado de hongos (196 F g⁻¹ a 5 mV s⁻¹) y también mayor que carbono mesoporoso basado en aerogel de grafeno de plantilla dura (226 F g⁻¹ a 1 mV s⁻¹), que disminuye a 83 F g⁻¹ a 100 mV s⁻¹. Para carbono de hongos, capacitancia disminuye a 90 F g⁻¹ a 100 mV s⁻¹. Sin embargo, capacitancia de HOPC sigue siendo 128 F g⁻¹ a misma tasa.

Medidas de impedancia se realizaron para investigar conductividad. Figura S12 revela espectros Nyquist de impedancia en rango 1 MHz–0,01 Hz, y circuito equivalente correspondiente consistente en resistencia serie equivalente (R_s), resistencia de transferencia de carga (R_ct) y capacitancia de doble capa. La R_s es 0,7 Ω cm⁻² para todos los electrodos, indicando alta conductividad eléctrica y alta calidad. Los gráficos Nyquist indican que electrodo HOPC muestra menor R_ct de 5 Ω.

La energía y densidad de potencia entregable está altamente relacionada con capacitancia dependiente de frecuencia [33, 34], expresada como:

$$ C = \frac{1}{j\omega Z} = \frac{-Z_{\text{imag}}}{\omega |Z|^2} - j \frac{-Z_{\text{real}}}{\omega |Z|^2} = C_{\text{real}} - j C_{\text{imag}} $$

donde C y Z son capacitancia y resistencia. Z_real y Z_imag partes real e imaginaria de Z. C_real es parte real representando capacitancia entregable, C_imag capacitancia imaginaria relacionada con pérdida resistiva irreversible. Figura S13a muestra HOPC con respuesta más rápida. La frecuencia ƒ es frecuencia característica donde C_imag alcanza máximo, y t = 1/ƒ constante de tiempo. Ambos ƒ y t son capacidad de tasa característica. Supercondensadores de alta densidad de potencia usualmente tienen alta ƒ y pequeño t. Figura S13b muestra gráficos C_imag vs frecuencia. Frecuencia característica de OMC-700, OMC-800, OMC-900, OMC-1000 y HOPC es 0,01 Hz, 0,1 Hz, 0,01 Hz, 0,01 Hz y 0,5 Hz, y constante tiempo correspondiente 100 s, 10 s, 100 s, 100 s y 2 s. HOPC muestra mayor frecuencia característica y menor constante tiempo, indicando respuesta más rápida a salida de potencia.

Se demostró que HOPC muestra alto rendimiento electroquímico. Sin embargo, para aplicaciones prácticas, prueba de tres electrodos no revela capacidad real de almacenamiento [33, 35]. Por tanto, usamos HOPC para preparar electrodos y ensamblar supercondensadores simétricos. Figura 4c ilustra curvas CV de electrodo HOPC. Perfiles CV exhiben forma casi rectangular con buena simetría en todas tasas de barrido 2 mV s⁻¹ a 100 mV s⁻¹, indicando buenas propiedades electroquímicas y estabilidad de tasa. Medidas de carga/descarga galvanoestática a densidades constantes también se realizaron en supercondensador simétrico ensamblado, resultados en Fig. 4d. Perfiles lineales voltaje-tiempo durante carga y descarga muestran forma triangular ideal con buena simetría, representando capacidad sobresaliente de almacenamiento de HOPC. Cuando densidad de corriente 0,5 A g⁻¹, tiempo descarga 150 s, correspondiente a capacitancia ~289 F g⁻¹. Capacitancia de HOPC a 10 A g⁻¹ sigue siendo 166 F g⁻¹, como muestra Fig. 4e. El rendimiento HOPC es mejor que valores de literatura [3, 36-39].

La alta capacitancia de HOPC contribuye a baja resistencia óhmica y de transferencia de carga, ~0,6 Ω cm⁻¹ y 2,4 Ω cm⁻¹ respectivamente, como muestra Figura S14. El ángulo de fase del supercondensador a 0,01 Hz es ~81,7° (Figura S15), muy cercano a supercondensador ideal (90°). Frecuencia característica ~0,2 Hz, constante tiempo 5 s. Esto significa buen capacidad de entrega de potencia. Capacitancia entregable 290 mF (Figura S16). Figura 4f ilustra gráfico Ragone. Densidad energía 40 Wh kg⁻¹ a 23 Wh kg⁻¹ con densidad potencia ~0,9 kW kg⁻¹ a 20 kW kg⁻¹.

La alta capacitancia y densidad energía de HOPC se atribuyen a estructura porosa optimizada. HOPC contiene alto volumen de microporos y mesoporos. Como demostrado en literaturas previas por análisis de correlación [40, 41], microporos altamente relacionados con almacenamiento de energía y mesoporos con retención de capacitancia ya que mesoporos responsables de transporte iónico. También se concluye que mesoporos contribuyen a almacenamiento de carga. Teniendo esto en mente, empleamos dedicadamente método de plantilla dura y activación química para preparar HOPC. Los resultados no solo demuestran conclusiones anteriores, sino que muestran diseño para preparación de materiales de almacenamiento de energía de alto rendimiento. Para medir ciclabilidad, supercondensador simétrico con HOPC se cargó/descargó repetidamente a 2 A g⁻¹ por 3000 ciclos (Figura S17). Tras 3000 ciclos, capacitancia 218 F g⁻¹ con ligera disminución desde 253 F g⁻¹ inicial, retención 86,2 %. La capacitancia de HOPC en sistema dos electrodos es superior y comparable tras 3000 ciclos con valores reportados en Tabla S2. Por tanto, el estudio proporciona ruta potencial para desarrollo de materiales activos de electrodo de supercondensador de alto rendimiento a partir de residuos industriales.

Conclusión

En este estudio, preparamos exitosamente materiales de carbono mesoporoso ordenado usando biorresiduo lignosulfonato como fuente de carbono usando técnica de moldeo basada en plantilla KIT-6. Durante el proceso, lignosulfonato se moldea fácilmente en poros de KIT-6. La reacción de entrecruzamiento de moléculas no solo aumenta volumen de poros, sino que también une anillos aromáticos promoviendo grafitización. Los carbonos mesoporosos ordenados sintetizados exhiben alta conductividad eléctrica, alta área superficial y volumen de poro, altamente dependientes de temperatura de carbonización. Resultados de Raman y adsorción/desorción N₂ muestran que OMC-900 tiene mejores propiedades físicas. La estructura porosa de OMC-900 se optimizó mediante activación química ZnCl₂ para preparar HOPC. La capacitancia específica de HOPC en supercondensador simétrico fue ~289 F g⁻¹ con densidad energía 40 Wh kg⁻¹. El estudio indica lignosulfonato es muy adecuado para preparar carbono poroso ordenado jerárquico a bajo costo con supercondensadores de alto rendimiento.