Eletrólitos à base de líquido iônico tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio para a aplicação em capacitores eletrolíticos de alumínio

• Autor(a) principal: Silva, Fernanda Trombetta da
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/24014
• topic: Líquidos iônicos; Alumínio; Capacitores eletrolíticos

Capacitores eletrolíticos de alumínio são formados por um ânodo de alumínio coberto por um filme de Al2O3 e um cátodo de alumínio, separados por uma folha de papel poroso, bobinados e embebidos em uma solução eletrolítica. O Al2O3 é o dielétrico e deve ser estável no meio. O eletrólito geralmente é constituído por um solvente orgânico e sais que aumentam a condutividade da solução e servem como inibidores de corrosão. Água é adicionada para aumentar a solubilidade dos sais e diminuir a impedância do capacitor, porém este constituinte pode dissolver o Al2O3 por formação de aluminatos, além de formar vapores e gases durante o funcionamento do dispositivo. O presente trabalho propõe a substituição da água pelo líquido iônico BMI.BF4 (tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio) e tem como objetivo avaliar as propriedades elétricas e a estabilidade do óxido de alumínio nesse meio para aplicação em capacitores eletrolíticos de alumínio. O líquido iônico foi sintetizado e analisado por ressonância magnética nuclear de próton (RMN de 1H). O alumínio foi anodizado pela técnica potenciostática em solução de NaH2PO4 e Na2B4O7.10H2O (bórax) 0,10 mol.L-1. As técnicas eletroquímicas utilizadas para avaliar o comportamento do alumínio no novo eletrólito de impregnação proposto foram espectroscopia de impedância eletroquímica e voltametria cíclica. A superfície do eletrodo foi analisada por espectroscopia de energia dispersiva (EED) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A influência dos sais bórax e dihidrogenofosfato de sódio, da presença de água, do teor de etilenoglicol e do tempo de imersão sobre o desempenho do ânodo constituinte do capacitor foi estudada. Os resultados mostram que a utilização do BMI.BF4 é promissora como eletrólito não-aquoso para capacitores. A alta condutividade da solução na ausência de água garante o bom desempenho do eletrólito. A capacitância é estável e a resistência do dielétrico é alta, como requerido na construção de capacitores. Além disso, os testes com o tempo de imersão indicam a estabilidade do óxido dielétrico em BMI.BF4 puro e na ausência de umidade. Quando etilenoglicol é adicionado ao eletrólito, a presença de sais bórax e dihidrogenofosfato de sódio exercem um papel de proteção do óxido.