Obtenção de nonofolhas de grafite expandido (GNs) visando a incorporação em eletrólito polimérico sólido para potencial uso em células solares sensibilizadas por corante.

• Autor(a) principal: Knuth, Rogério Daltro
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8578
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Células fotovoltaicas; Goma xantana; Eletrólito; Condutividade; Nanofolhas de grafite expandido; Photovoltaic cells; Xanthan gum; Electrolyte; Conductivity; Expanded graphite nanosheets

Uma das principais desvantagens encontradas pelas células fotovoltaicas está relacionada à utilização de eletrólito líquido, pois estes podem apresentar vazamentos durante a selagem e funcionamento, o que acaba por limitar a durabilidade e estabilidade do eletrólito. Entretanto estes problemas podem ser resolvidos utilizando eletrólitos poliméricos sólidos ou gel, apesar de ser observado uma diminuição do potencial de circuito aberto (Voc). A adição de materiais carbonosos, como nanotubos de carbono (NTC) e derivados do grafeno em eletrólitos poliméricos é uma alternativa interessante para aumentar a eficiência das Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). Assim, o grafite expandido posteriormente seccionado em forma de nanofolhas (GNs), pode ser adicionado a eletrólitos poliméricos, devido à sua capacidade de promover condução eletrônica, além de suas propriedades catalíticas. Portanto o objetivo deste trabalho é de apresentar a síntese e caracterização de um eletrólito polimérico sólido baseado em goma xantana (XG), dissolvido em água deionizada, contendo diferentes concentrações de nanofolhas de grafite expandido (GNs), além de reticulantes e plastificantes. Para isto o grafite foi expandido através de um forno micro-ondas em temperaturas na faixa de 300 – 900 °C por um período 5 minutos e posteriormente submetido ao processo de banho de ultrassom em uma solução de álcool absoluto, resultando portanto, em nanofolhas de grafite expandido (GNs). Com as concentrações de 0,1; 0,3; 0,5 e 0,7% em massa de (GNs), em relação à massa do polímero goma xantana (XG) e com adições de agentes reticulantes e plastificantes, foi realizado a síntese do material que resultou em um eletrólito polimérico sólido flexível para aplicação nas (DSSCs). Todo o material empregado para a fabricação do eletrólito polimérico sólido foi caracterizado por meio de técnicas como microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região ultravioleta-visível (Uv-Vis), voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados obtidos mostram que a goma xantana (XG) com adições de (GNs) reticulantes e plastificantes formam um eletrólito polimérico sólido e flexível que apresenta uma condutividade iônica na ordem de 10-3 S.cm -1 a temperatura ambiente. Estes valores de condutividade são superiores quando comparados a outros eletrólitos biodegradáveis encontrados na literatura, demostrando ter uma boa resposta para aplicações em DSSCs.