Estudo de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sales, Samuel Leonardo
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6506
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Sales, Samuel LeonardoMontoro, Luciano AndreySantos, Cláudio Gouvêa dosBianchi, Rodrigo FernandoGuerra, Elídia Maria2016-05-18T18:14:41Z2016-05-18T18:14:41Z2016SALES, Samuel Leonardo. Estudo de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis. 2016. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6506Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Nas últimas décadas o aumento da produção e do consumo de dispositivos eletrônicos móveis vem estimulando a pesquisa e o desenvolvimento de baterias recarregáveis cada vez mais eficientes. Neste sentido, as baterias de íons-lítio à base de cátodos híbridos de compostos orgânicos-inorgânicos, tais como V2O5-polímeros, são sistemas promissores para essa aplicação. Frente a este cenário, este trabalho teve por objetivo realizar o estudo eletroquímico morfológico e estrutural de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis, utilizando, para tanto, NH4VO3 como fonte de vanádio. Os resultados obtidos por análise termogravimétrica (TGA), termogravimétrica diferencial (DTA) e infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) indicaram que houve a formação do V2O5 ao final da etapa de remoção dos tensoativos, por calcinação, à temperatura de 350ºC. Os resultados de difração de raios-X (DRX), por sua vez, apresentaram para o material não-calcinado picos equidistantes em 6,71 e 13,05º (2θ), indicando uma estrutura lamelar, enquanto que, o material calcinado, indicou a formação do óxido misto V-Mg-O de estrutura ortorrômbica e grupo espacial Pmn21. Por adsorção de nitrogênio o diâmetro médio de poros foi da ordem de 8,0 nm, que é característico de um sistema mesoporoso, cujos poros se encontram entre 2 e 50 nm. As análises eletroquímicas mostraram que a saída dos tensoativos aumentou a carga total do material de 8,86 para 29,80 mC, ou seja, 236,34%, além de melhorar a estabilidade de carga do sistema. A inserção de PANI acarretou o aumento da estabilidade de carga, indicado pelo percentual de redução de carga que era de 44,3 e passou para 440%. A inserção de PEO, por sua vez, aumentou a carga total do material de 29,80 para 36,31 mC, ou seja, aumentou em 21,84%. Finalmente, a inserção dos dois polímeros não apresentou melhoria na estabilidade e capacidade total de carga. Com isso, conclui-se que, sistemas V2O5 mesoporoso/PEO e V2O5 mesoporoso/PANI apresentam potencial para aplicação em cátodos de baterias recarregáveis, contudo, o sistema V2O5 mesoporoso/PANI/PEO ainda necessita de otimazações em seu processo de obtenção, na busca pela adição ou interação das propriedades.In recent decades the increase in production and consumption of mobile electronic devices has stimulated research and development of rechargeable batteries more efficient. In this sense, the lithium ion battery cathodes based in hybrid organic-inorganic compounds such as V2O5-polymers, systems are promising for this application. Within this framework, this paper aims to conduct an electrochemical, morphological, and structural study of V2O5 mesopore, V2O5 mesopore/PANI, V2O5 mesopore/PEO, and V2O5 mesopore PANI/PEO with potential application in rechargeable batteries, using, for this purpose, NH4VO3 as a vanadium source. The results of thermogravimetric analysis (TGA), differential thermogravimetry (DTA) and infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR), indicated that there was the formation of V2O5 end removing step of surfactants, by calcining, at 350°C. The results of x-ray diffraction (XRD), in turn, showed for the non-calcined material equidistant spikes in 6.71 and 13.05º (2θ), indicating a lamellar structure, whereas the calcined material showed the formation of the mixed oxide V-Mg-O with orthorhombic and space group structure. By nitrogen adsorption mean pore diameter was of the order of 8.0 nm, which is characteristic of a mesoporous system, whose bodies are among 2 and 50 nm. Electrochemical analysis showed that the output of surfactants increased the total charge of material from 8.86 to 29,80 mC, or 236.34%, besides improve the charging stability of system. The insertion of PANI leads to increased charge stability, as indicated by charge reduction percentage was 44.3 and increased to 44.0%. The insertion of PEO, in turn, increase de total charge of material from 29.8 to 36.31%, in other words, increased in 21.84%. Finally, the insertion of the two polymers did not improve the overall stability and charge capacity. Thus, it is concluded that, V2O5 mesopore/PEO and V2O5 mesopore/PANI systems have potential for use in cathodes of rechargeable batteries, however, the V2O5 mesoporous/PANI/PEO system still needs optimization in your process of getting, aims the addition or interaction of the properties found in the V2O5 mesopore/PEO and V2O5 meospore/ PANI systems.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 12/05/2016 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessCatalisadoresPolímeros condutoresPentóxido de vanádioEstudo de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/6506/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO_EstudoSistemasV2O5.pdfDISSERTAÇÃO_EstudoSistemasV2O5.pdfapplication/pdf3759947http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/6506/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_EstudoSistemasV2O5.pdfbafce6318cf5bafc640469ce3dc82368MD51123456789/65062019-09-18 11:49:32.941oai:localhost: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-09-18T15:49:32Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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