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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24448
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Filmes nanocompósitos entre hexacianoferrato de zinco e nanoestruturas de carbono aplicados como materiais catódicos em baterias recarregáveis de íons zinco |
Alternate title (s): | Nanocomposite films between zinc hexacyanoferrate and carbon nanostructures applied as cathode materials in rechargeable zinc ion batteries |
Author: | Silva, Murillo Néia Thomaz |
First Advisor: | Nossol, Edson |
First member of the Committee: | Ferrari, Jefferson Luis |
Second member of the Committee: | Neiva, Eduardo Guilherme Cividini |
Summary: | O presente trabalho descreve a síntese e caracterização de filmes nanocompósitos formados entre hexacianoferrato de zinco e nanotubos de carbono (HCFZn/NTC) e hexacianoferrato de zinco e óxido de grafeno reduzido (HCFZn/OGr), com posterior aplicação desses materiais como eletrodos em baterias de íons zinco. A síntese dos filmes nanocompósitos foi realizada de acordo com o método interfacial utilizando soluções dos reagentes precursores (ZnCl2, K3[Fe(CN)6]) que foram adicionadas em dispersões dos nanomateriais de carbono previamente preparadas, originando a autodeposição de filmes na interface do sistema. Os resultados revelaram que todos os compostos apresentam estrutura cristalina, com a presença de uma única fase de estrutura romboédrica para os filmes de HCFZn puro e HCFZn/OGr. Porém, para o filme HCFZn/NTC também foi observado a presença de uma fase secundária associada a estrutura ortorrômbica. Dados espectroscópicos mostraram tanto a presença do hexacianoferrato de zinco como dos nanomateriais de carbono no filme, e as imagens de microscopia eletrônica de varredura comprovaram a interação desses nanomateriais, sendo possível ainda observar mudanças no tamanho e morfologia das partículas de acordo com a estrutura de carbono utilizada. Os filmes HCFZn e HCFZn/NTC foram aplicados como materiais catódicos em baterias de íons zinco. Os resultados revelaram que o filme HCFZn/NTC exibiu uma capacidade específica de 25,81 mA h g-1 e retenção de 55,77 % após 200 ciclos, valores muito superiores aos obtidos para o filme que continha apenas HCFZn. Desse modo, a boa reversibilidade a uma alta diferença de potencial apresentada pelo filme HCFZn/NTC, torna possível o aperfeiçoamento e desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia translúcidos, flexíveis e leves que possam ser utilizados como uma alternativa de baixo custo, segura e ambientalmente amigável às tecnologias tradicionais. |
Abstract: | The present work describes the synthesis and characterization of nanocomposite films prepared between zinc hexacyanoferrate and carbon nanotubes (ZnHCF/CNT) and zinc hexacyanoferrate and reduced graphene oxide (ZnHCF/rGO), with subsequent application of these materials as electrodes in zinc ions battery. The synthesis of the nanocomposite films was performed according to the interfacial method using solutions of the precursor reagents (ZnCl2, K3[Fe(CN)6]), that were added in previously prepared dispersions of the carbon nanomaterials, with consequent spontaneously formation of a film at interface of the system. The results showed that all the compounds have crystalline structure, with the presence of a single rhombohedral structure phase for the films of HCFZn and ZnHCF/rGO films, however, for the ZnHCF/CNT film the presence of a secondary phase associated with the orthorhombic structure was also observed. Spectroscopic data showed the presence of both zinc hexacyanoferrate and the carbon nanomaterials in the film, and the scanning electron microscopy images reveal the interaction of these nanomaterials, being possible to observe changes in the size and morphology of ZnHCF particles according to the carbon structure used. The ZnHCF and ZnHCF/CNT films were applied as cathodic materials in zinc ion batteries. The results showed that ZnHCF/CNT film exhibited a specific capacity of 25.81 mA h g-1 and retention of 55.77 % after 200 cycles, much higher values than those obtained for the film containing only ZnHCF. In this way, the good reversibility and high potential difference for ZnHCF/CNT film make it possible to improve and develop translucent, flexible and light energy storage devices that can be used as a low-cost, safe and environmentally friendly alternative material to traditional technologies. |
Keywords: | Análogo do azul da Prússia Grafeno Nanotubos de carbono Eletrodo Química Nanocompósitos (Materials) Nanotubos de carbono |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Química |
Quote: | SILVA, Murillo Néia Thomaz da. Filmes nanocompósitos entre hexacianoferrato de zinco e nanoestruturas de carbono aplicados como materiais catódicos em baterias recarregáveis de íons zinco. 2019. 96f. Dissertação (mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.322 |
Document identifier: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.322 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24448 |
Date of defense: | 8-Feb-2019 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Química |
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