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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de um capacitor de alta performance com multicamadas de polianilina e óxido de grafeno
Alternate title (s): High performance capacitor based on multilayer of polyaniline and graphene oxide
Author: Souza, Felipe Martins de
First Advisor: Cruz, Welington Oliveira
First coorientator: Gupta, Ram
First member of the Committee: Otaguro, Harumi
Second member of the Committee: Morais, Sérgio Antônio Lemos de
Third member of the Committee: Silva, Sidnei Gonçalves da
Summary: A busca de novas tecnologias em armazenamento de energia levanta questões importantes sobre a eficiência dos mesmos e sustentabilidade. No quesito de que se procuram materiais que apresentem um bom desempenho e ao mesmo tempo não causem danos a natureza, sendo capazes de fornecer energia por um período prolongado e manter o mesmo rendimento conforme a passagem do tempo. Camadas de polianilina (PANI) e óxido de grafeno (GO) foram depositadas em uma camada fina de óxido de índio sobre vidro (ITO) que foi utilizado como substrato, para que sejam aplicados como capacitores. O óxido de grafeno foi sintetizado utilizando o método de Hummers modificado, sendo este um método químico. A síntese deste material foi comprovada através de um estudo de difração de raios-X. Os estudos e propriedades capacitivas da PANI e da polianilina depositada com óxido de grafeno (PANI-GO) foram estudados por Voltametria Cíclica (CV) e Potencial Limite de Carga e Descarga à Corrente Constante (CCCDPL) em solução de 1 mol/L de H2SO4. A capacitância específica da PANI-GO se mostrou maior que o material de partida, sendo este a PANI pura de acordo com as análises eletroquímicas realizadas. Os valores de capacitância específica dos materiais obtidos foram 201 F/g e 429 F/g para a PANI e PANI-GO respectivamente. Esta alta performance eletroquímica do compósito obtido provavelmente se deve ao aumento de sítios e poros ativos na estrutura da PANI-GO o que favorece a difusão de íons na estrutura melhorando assim suas propriedades capacitivas, bem como a questão de interação entre a própria polianilina e o óxido de grafeno, de forma que as interações intermoleculares entre ambos são de atração o que facilita o contato entre ambos. Com estes resultados é possível comprovar o potencial que o óxido de grafeno apresenta para usos em capacitores e em dispositivos de armazenamento de energia ou também em sistemas que tenham a polianilina como base.
Abstract: The search for new technologies in energy storage raise important questions about its efficiency and sustainability. In the matter that the seek for new materials that can present good performance and simultaneously do not cause any harm to the environment, being able to provide energy for a long period of time and also maintain the yield as the time passes. Multilayer polyaniline (PANI) and graphene oxide (GO) were deposited in Indium tin oxide (ITO) that was used as substrate, for capacitor application. The graphene oxide was synthesized by modified Hummers method, which is a chemical method. The synthesized material was demonstrated by ray-X diffraction. With Cyclic Voltametry (CV) and Constant Current Charge Discharge Potential Limit (CCCDPL) was possible to obtain the capacitive properties of the PANI and the polyaniline deposited with graphene oxide (PANI-GO) in 1 mol/L H2SO4 solution. The specific capacitance of PANI-GO has shown bigger than the starting material, which is the PANI according to the electrochemical analysis. The values of specific capacitance of the synthesized materials were 201 F/g and 429 F/g for PANI and PANI-GO respectively. This high electrochemical performance of the composite probably is due to the increase of active sites and pores in the structure of the PANIGO, which it favors the ions diffusion in to the structure, thus enhancing its capacitive properties, also the interaction between the polyaniline itself and the graphene oxide by the fact that they have intermolecular interactions that happen to be attractive ones, which make easier to maintain the contact for both. With these results, it is possible to verify that the graphene oxide has a good potential to be used in capacitors and energy-storage devices as well as in systems that use polyaniline as its base.
Keywords: Polianilina
Polyaniline
Óxido de Grafeno
Graphene Oxide
Capacitores
Capacitors
Polimerização
Polymerization
Eletroquímica
Electrochemistry
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: SOUZA, Felipe Martins de. Desenvolvimento de um capacitor de alta performance com multicamadas de polianilina e óxido de grafeno. 2017. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20651
Date of defense: 10-Nov-2017
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