Propriedades Eletroquímicas de Nanocompósitos de Aerogéis de TiO2 e Polímeros Condutores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinto da Luz, Marina de Carvalho
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/239602
Resumo: TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia Eletrônica.
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spelling Propriedades Eletroquímicas de Nanocompósitos de Aerogéis de TiO2 e Polímeros CondutoresPropriedades EletroquímicasNanocompósitosAerogéisTiO2Polímeros CondutoresTCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia Eletrônica.Nanocompósitos são materiais constituídos pela junção de dois componentes ou fases distintas, com ao menos uma de suas fases em dimensões nanométricas. Suas propriedades são consideradas superiores aos de compósitos comuns por melhorar a condutividade e estabilidade de óxidos metálicos durante o desempenho do eletrodo em aplicação de dispositivos de armazenamento de energia. O óxido de titânio (TiO2) é um material abundante na natureza, de baixa toxicidade e baixo custo, porém possui uma baixa capacitância eletroquímica, o que restringe seu uso em supercapacitores. Como forma de contornar este problema, a incorporação de polímeros condutores na titânia pode levar a uma alta capacitância específica, boa estabilidade eletroquímica e boa condutividade, que é decorrente da pseudocapacitância dos polímeros condutores. Neste trabalho os nanocompósitos foram sintetizados in situ na estrutura de aerogéis, devido sua alta área superficial e estrutura nanométrica que melhora o desempenho dos eletrodos, sendo incorporadas na titânia: polianilina (PANI) e Poli (3,4-etilenodioxitiofeno): poli (estirenossulfonato) (PEDOT:PSS), em diferentes concentrações. A avaliação das propriedades eletroquímicas dos nanocompósitos de aerogéis de titânia e polímeros condutores foi realizada através dos métodos de voltametria cíclica, espectroscopia de impedância e carga-descarga galvanizada. Os aerogéis de TiO2/PEDOT estão na região esperada para aplicação em supercapacitores (gráfico de Ragone) com a maior capacitância específica na concentração de 15% PEDOT de 1100 mF/g e uma área superficial de 546 m2/g, a única concentração de PANI que não atingiu essa região foi a 30% PANI com a maior capacitância específica de 4800 m F/g e área superficial de 606 m2/g. Para os materiais dentro da região de supercapacitores, a menor área superficial foi obtida com o 10% PEDOT de 474 m2/g, a maior área superficial encontrada foi de 619 m2/g da 15% PANI e uma capacitância específica de 1200 m F/g com 50% PANI. Mesmo trabalhando com nanocompósitos são observadas grandes áreas superficiais como as citadas acima.Nanocomposites are materials constituted by the junction of two distinct components or phases, with at least one of its phases in nanometric dimensions. Its properties are considered superior to those of common composites for improving the conductivity and stability of metallic oxides during electrode performance in energy storage devices application. Titanium oxide (TiO2) is an abundant material in nature, with low toxicity and low cost, but it has a low capacitance that restricts its use in supercapacitors. To get around this problem, incorporation with conductive polymers in titania can lead to a high capacitance, good electrochemical stability and good conductivity, which is due to the pseudocapacitivity of the conductive polymers. In this work, the nanocomposites were synthesized in situ in the structure of aerogels, due to their high surface area and nanometric structure that improves the performance of the electrodes, being incorporated in the titania: polyaniline (PANI) and Poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), in different concentrations. The evaluation of the electrochemical properties of nanocomposites of titanium aerogels and conductive polymers was carried out using cyclic voltammetry, impedance spectroscopy and galvanized charge-discharge methods. TiO2/PEDOT aerogels are in the region expected for application in Ragone graph supercapacitors with the highest specific capacitance at a concentration of 15% PEDOT of 1100 mF/g and a surface area of ​​546 m2/g, the only PANI concentration that did not reach this region was 30% PANI with the highest specific capacitance of 4800 m F/g and surface area of ​​606 m2/g. For the materials within the region of supercapacitors, the smallest surface area was obtained with the 10% PEDOT of 474 m2/g, of the largest surface area found was 619 m2/g of the 15% PANI and a specific capacitance of 1200 m F/g with 50% PANI. Even working with nanocomposites, large surface areas such as those mentioned above are observed.Florianópolis, SC.Rambo, Carlos RenatoBernardes, Joseane CarolineUniversidade Federal de Santa Catarina.Pinto da Luz, Marina de Carvalho2022-09-16T12:46:04Z2022-09-16T12:46:04Z2022-09-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis75 f.application/pdfhttps://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/239602Open Access.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSC2022-09-16T12:46:05Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/239602Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-09-16T12:46:05Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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