Avaliação de parâmetros para a criação de eletrodos de MnO2 sobre espuma de Ni aplicados a baterias de Li-O2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Lorrane Cristina Cardozo Bonfim, 1992-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633830
Resumo: Orientador: Gustavo Doubek
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O desenvolvimento de veículos elétricos está associado ao desenvolvimento das baterias, quanto maior a capacidade de armazenamento de energia das baterias, maior a quilometragem alcançada pelo o carro elétrico. Desta forma, as baterias de Li-O2 são consideradas promessas para o desenvolvimento dos carros elétricos, pois apresentam uma densidade de energia 2-3 vezes maior do que as baterias Li- íon e, além disso, este valor é comparável a densidade de energia da gasolina. Muitos são os desafios relacionados ao desenvolvimento desta tecnologia, que tem atraído a atenção de empresas e pesquisadores no mundo todo. Esta pesquisa visa à elaboração do eletrodo de óxido de manganês de baixo custo depositado sobre a espuma de níquel e o estudo de variáveis de construção, como velocidade e intervalo de varredura e tempo de eletrodeposição no desempenho da célula de Li-O2. A eletrodeposição ocorreu por meio da combinação de duas técnicas eletroquímicas, voltametria cíclica seguida de potencial constante, com a presença ou não de agitação do banho eletrolítico. Desta combinação surgiram grupos de eletrodos distintos os quais foram submetidos aos testes de ciclagem na célula de Li-O2 nas condições de pressão de 1,5 atm, temperatura ambiente, e na faixa de potencial 2,2 ¿ 4 V, alterando a corrente em 20 e 50 µA. Foram utilizadas duas espumas de Ni, ES1 e ES2, com diferentes porosidades. Contudo esta mudança na utilização das espumas prejudicou o desempenho do sistema, e a capacidade máxima atingida pelo sistema de Li-O2, empregando ES2 foi de 38 mAh/gc, enquanto que ao utilizar ES1 o sistema conseguiu atingir 233,4 mAh/gc, valor este superior ao reportado para as baterias de Li-ion tradicionaisAbstract: The increasing release of significant amounts of greenhouse gases, mainly carbon dioxide has been accelerating the effects of climate change. Generally, fossil fuels and their derivatives are the main energy sources worldwide contributing directly to this reality. The principal alternative to reducing the greenhouse effect would be the investment in alternative energy sources, energy storage equipment and electric vehicles. The development of electric cars is associated with the development of batteries, the greater the energy storage capacity of the batteries, the greater the range achieved by the electric car. In this scenario, Li-O2 batteries is an interesting alternative for the development of electric cars, as they offer an energy density 2-3 times higher than Li-ion batteries, reaching a value comparable to the energy density of gasoline. There are many challenges related to the development of this technology, which has attracted the attention of companies and researchers worldwide. The aim of this study is the elaboration of the low-cost manganese oxide electrode deposited on the nickel foam and the study of construction variables such as speed and scanning interval and time of electrodeposition in the performance of the Li-O2 cell. The electrodeposition process combined two electrochemical techniques, cyclic voltammetry followed by constant potential, with or without stirring of the catalytic bath. From this combination, different groups of electrodes appeared which were submitted to cycling tests in the Li-O2 cell under the pressure conditions, 1.5 atm, at room temperature, and at the potential range of 2.2-4 V, varying only the current density, 20 and 50 ?A. Two niquel foams, ES1 and ES2, with different porosities were used. However, this change in the use of the foam impaired system performance, and the maximum capacity achieved by the Li-O2 system using ES2 was 38 mAh/gc while using the ES1, the system was able to achieve 233, 4 mAh/gc, this value is higher than that reported in traditional Li-ion batteriesMestradoEngenharia QuímicaMestra em Engenharia QuímicaCAPES33003017034P-8[s.n.]Doubek, Gustavo, 1984-Almeida Neto, Ambrósio Florêncio deZanin, Hudson GiovaniUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASOliveira, Lorrane Cristina Cardozo Bonfim, 1992-20182018-02-22T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (85 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633830OLIVEIRA, Lorrane Cristina Cardozo Bonfim. Avaliação de parâmetros para a criação de eletrodos de MnO2 sobre espuma de Ni aplicados a baterias de Li-O2. 2018. 1 recurso online (85 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633830. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1014646Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-06-28T16:06:07Zoai::1014646Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-06-28T16:06:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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