Please use this identifier to cite or link to this item: 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

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Filmes nanocompósitos entre hexacianoferrato.pdf2.93 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.