Propriedades eletrocrômicas do óxido de tungstênio

• Autor(a) principal: Silveira, Filipe Ailan da
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/211341
• topic: Engenharia de materiais; Óxido de tungstênio; Sol-gel; Tungsten oxide; Electrochromic material; Spin coating

Dispositivos eletrocrômicos utilizando filmes finos de metais de transição são estudados desde a década de 60. Entretanto, com o surgimento e popularização da nanotecnologia nos anos 80, novas técnicas e procedimentos reacenderam o interesse no eletrocromismo do óxido de tungstênio. Apesar de terem perdido espaço para displays de cristal líquido anos atrás, novas pesquisas sobre displays eletrocrômicos estão sendo publicadas. É possível encontrar também muitos estudos referentes a janelas eletrocrômicas para redução de consumo energético em climatização. A fim de aprender mais sobre os materiais eletrocrômicos, este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o funcionamento desses dispositivos e desenvolver um protótipo capaz de demonstrar eletrocromismo. O procedimento experimental constituiu-se, inicialmente, na síntese de trióxido de tungstênio nanoparticulado pelo método de digestão assistida por micro-ondas. A amostra, obtida na forma de pó, foi caracterizada por análise de difração de raios X (DRX) e gap óptico por refletância difusa. O trióxido de tungstênio é então utilizado para realização de deposições de filme fino, pelo método sol-gel por spin coating, em substratos de PET/ITO e Vidro/FTO. Os filmes depositados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Amostras de dispositivos eletrocrômicos foram feitas pela deposição do filme em substrato, seguida da deposição de um eletrólito compatível contendo íons de lítio, e fechando o conjunto com um contra eletrodo do mesmo substrato. Os dispositivos finalizados foram submetidos a voltametria cíclica para observar se haveria reprodução das propriedades eletrocrômicas. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que o método de síntese é efetivo e rápido para produção do trióxido de tungstênio nanoparticulado, porém foi observado uma distribuição de tamanho de partículas muito grande. A deposição de filmes por spin coating provou ser uma técnica de fácil realização, mas houve dificuldade na obtenção de um filme uniforme e adequado. A inclusão de uma camada adicional de óxido de titânio no contra eletrodo facilitou a difusão de íons do eletrólito, resultando em uma melhora significativa dos resultados. Nas últimas amostras realizadas, com o ajuste dos parâmetros de deposição por spin coating, foi possível obter formação de cor reversível com a aplicação de potencial, demonstrando a propriedade eletrocrômica do trióxido de tungstênio.