Eletrodos à base de NiO para armazenamento de energia: síntese, microestrutura e caracterização eletroquímica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15398 |
Resumo: | Due to increasing energy demand and increasing scarcity of natural energy resources, the world is gearing up for an era of rising energy costs. In response to this worldwide concern, the use of energy from renewable sources and how to store it has become a focus of research among the scientific community. NiO and its composites are widely used in energy storage devices, mainly due to their high electrochemical activity. However, the evaluation of the battery-like behavior of NiO-based systems seems to be somewhat neglected in the literature. The purpose of this work was to study nickel oxide as a potential material for energy storage. NiO powders were obtained using the citrate, nitrate calcination, combustion and protein sol-gel methods. The structure and size of the particles of the calcined powders were investigated by XRD and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The network parameters were determined by Rietveld refinement of the diffraction data. The electrochemical performance of the powders was evaluated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and impedance spectroscopy. The electrochemical results highlight the electrode obtained by the nitrate calcination method as the one with the highest specific storage capacity according to GCD curves (45.25 C / g at 5 mV / s). The impedance results showed similar serial resistance values for the powders obtained by the calcination method of nitrate and citrate, about 0.22 Ω. |
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Eletrodos à base de NiO para armazenamento de energia: síntese, microestrutura e caracterização eletroquímicaÓxido de níquelSínteses químicasNíquelPropriedades eletroquímicasEletrodos do tipo battery-likeNickel oxideChemical synthesisNickelElectrochemical propertiesElectrodes of the battery-like typeNíquel - Óxido - Energia alternativaSínteses químicasCNPQ::ENGENHARIASDue to increasing energy demand and increasing scarcity of natural energy resources, the world is gearing up for an era of rising energy costs. In response to this worldwide concern, the use of energy from renewable sources and how to store it has become a focus of research among the scientific community. NiO and its composites are widely used in energy storage devices, mainly due to their high electrochemical activity. However, the evaluation of the battery-like behavior of NiO-based systems seems to be somewhat neglected in the literature. The purpose of this work was to study nickel oxide as a potential material for energy storage. NiO powders were obtained using the citrate, nitrate calcination, combustion and protein sol-gel methods. The structure and size of the particles of the calcined powders were investigated by XRD and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The network parameters were determined by Rietveld refinement of the diffraction data. The electrochemical performance of the powders was evaluated by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and impedance spectroscopy. The electrochemical results highlight the electrode obtained by the nitrate calcination method as the one with the highest specific storage capacity according to GCD curves (45.25 C / g at 5 mV / s). The impedance results showed similar serial resistance values for the powders obtained by the calcination method of nitrate and citrate, about 0.22 Ω.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESDevido à crescente demanda energética e ao aumento da escassez de recursos energéticos naturais, o mundo está se preparando para uma era de aumento dos custos de energia. Em resposta a esta preocupação mundial, a utilização de energia de fontes renováveis e a forma como armazená-la tornou-se um foco de pesquisas entre a comunidade científica. O NiO e seus compósitos são amplamente utilizados em dispositivos de armazenamento de energia, devido principalmente à sua alta atividade eletroquímica. Entretanto, a avaliação do comportamento tipo bateria de sistemas à base de NiO parece ser um pouco negligenciada na literatura. Este trabalho teve como objetivo estudar o óxido de níquel como potencial material para armazenamento de energia. Os pós de NiO foram obtidos usando os métodos de citrato, calcinação de nitratos, combustão e sol-gel proteico. A estrutura e o tamanho das partículas dos pós calcinados foram investigados por difratometria de raios X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), respectivamente. Os parâmetros de rede foram determinados por refinamento Rietveld dos dados de difração. O desempenho eletroquímico dos pós foi avaliado por voltametria cíclica, carga-descarga galvanostática e espectroscopia de impedância. Os resultados eletroquímicos destacam o eletrodo obtido pelo método de calcinação de nitrato como o que possui maior capacidade de armazenamento específica de acordo com as curvas de GCD (45,25 C/g à 5 mV/s). Os resultados de impedância mostraram valores de resistência equivalente em serie parecidos para os pós obtidos pelo método de calcinação de nitrato e citrato, cerca de 0,22 Ω.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de MateriaisPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPBMacedo , Daniel Araújo dehttp://lattes.cnpq.br/1027496814443777Silva , Thayse Ricardo da2019-08-27T18:11:49Z2019-03-082019-08-27T18:11:49Z2019-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15398porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2019-08-27T18:11:49Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/15398Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-08-27T18:11:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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