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Tipo: Dissertação
Título: Compósitos de óxido de grafeno auto-estruturado, carbon black e polianilina aplicados como eletrodos para supercapacitores.
Autor(es): Juliana Dias Pedrosa Marques
Primeiro orientador: Diego Carvalho Barbosa Alves
Resumo: Frente a diferentes formas de geração de energia renováveis e intermitentes, o armazenamento de energia é um fator relevante à transição energética mundial para gerenciar e distribuí-la de forma contínua. Neste sentido é importante idealizar um dispositivo eficiente, sustentável e viável financeiramente. Neste trabalho, será apresentada a síntese e o estudo de compósitos de óxido de grafeno auto-estruturados, denominado aerografeno, atuando como eletrodo positivo para supercapacitores. O estudo levou em conta a incorporação de carbon black e a polianilina na fase esmeraldina. Foram realizados quatro tipos de sínteses e os compósitos foram avaliados quanto à proporção carbono/aditivo e quanto ao tratamento térmico. Os materiais foram caracterizados morfologicamente por MEV e caracterizados eletroquimicamente através por Voltametria Cíclica e por Carga e Descarga. Os resultados obtidos mostraram que o compósito de aerografeno com polianilina na proporção 1:3 obteve melhor desempenho, com capacitância cerca de 4 maior em relação aos demais, atingindo-se um valor de 2.255,49 F·g^(-1) sobre uma taxa de varredura de 2 m·V·s^(-1), dentro de uma janela de potencial de 0,65V. Logo, a incorporação de polianilina confirmou a superioridade capacitiva no armazenamento de energia. Mostrando que o compósito é um material promissor para ser explorado em tecnologias de dispositivos de armazenamento, especificamente, supercapacitores. Palavras chaves: aerografeno, óxido de grafeno reduzido, polianilina, PANI, supercapacitores.
Abstract: In the face of diverse and intermittent renewable energy generation, energy storage is a crucial factor in the global energy transition to manage and distribute it continuously. In this context, it is important to devise an efficient, sustainable, and financially viable device. This work presents the synthesis and study of self-structured graphene oxide composites, known as aerographene, acting as a positive electrode for supercapacitors. The study considered the incorporation of carbon black and polyaniline in the emeraldine phase. Four types of syntheses were carried out, and the composites were evaluated in terms of carbon/additive ratio and thermal treatment. The materials were morphologically characterized by SEM and TG and electrochemically characterized by Cyclic Voltammetry and Charge and Discharge. The results obtained showed that the aerographene composite with polyaniline in a 1:3 ratio obtained the best performance, with a capacitance approximately 4 times higher than the others, reaching a value of 2,255.49 F·g^(-1) at a scan rate of 2 m·V·s^(-1), within a potential window of 0.65V. Therefore, the incorporation of polyaniline confirmed the superior capacitive performance in energy storage. Showing that the composite is a promising material to be explored in storage device technologies, specifically, supercapacitors. Keywords: aerographene, reduced graphene oxide, polyaniline, PANI, supercapacitors.
Palavras-chave: Grafeno
Supercapacitores
Polianilina
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/9708
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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