"Influência do intemperismo em filmes finos de CEO2 e CEO2:V2O5 e estudo de biogéis sustentáveis para aplicação em dispositivos eletrocrômicos"

• Autor(a) principal: Balboni, Raphael Dorneles Caldeira
• 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/8586
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Eletrocromismo; Eletrólitos poliméricos; Acetato de celulose; Filme fino; CeO2:V2O5; Electrochromism; Polymer electrolyte; Cellulose acetate; Thin film; CeO2:V2O5

Estudos vêm sendo realizados visando a diminuição do alto consumo de energia atual, a otimização energética e a diminuição do impacto ambiental consequente deste problema. Uma vertente de estudo é a utilização de materiais eletrocrômicos na confecção de janelas inteligentes, e neste trabalho são estudadas duas diferentes camadas deste dispositivo. Primeiramente foi realizado um estudo relacionado à influência do intemperismo e da temperatura nas propriedades eletroquímicas e morfológicas de filmes finos de CeO2 e CeO2:V2O5 para utilização como contraeletrodo. A camada referente ao eletrólito também foi estudada através do preparo e caracterização de géis poliméricos à base de acetato de celulose, polímero escolhido por apresentar aspectos sustentáveis e ser menos poluente. Para o estudo dos filmes, estes foram preparados pelo processo sol-gel, obtidos pela técnica spin coating e expostos à simulação de condições climáticas através de uma câmara de intemperismo acelerado. Para a confecção do gel, utilizou-se o acetato de celulose como polímero, o carbonato de propileno como solvente e o perclorato de lítio como fonte de prótons, com diferentes proporções e concentrações. Através das análises eletroquímicas, foi possível observar que após a simulação de 900 dias de exposição, ambos os filmes apresentaram um decréscimo na densidade de carga, com o filme dopado mantendo valores promissores para a aplicação proposta. Os filmes confirmaram o processo de difusão do transporte de massa através da análise de espectroscopia de impedância eletroquímica, além de uma maior uniformidade na sua superfície, confirmada pelas análises de AFM e MEV. Em relação aos géis, é possível afirmar que o gel contendo 10% em massa de acetato de celulose e 1,4 M de LiClO4 foi o que se mostrou mais promissor, apresentando condutividade na ordem de 2,3x10-4 S.cm-1 . Todos os géis testados apresentaram uma voltametria cíclica com a forma esperada à diferentes velocidades de varredura, além de manter uma estabilidade após 400 ciclos de análise, demonstrando um pequeno decréscimo na área do voltamograma. O gel demonstrou também uma transparência na faixa de 85% na faixa de comprimento de onda entre 300 e 800 nm e significante perda de massa entre 150 e 250 °C, através das análises de espectroscopia UV-Vis e termogravimetria, respectivamente.