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dc.creatorSilva, Geovana Fernandes-
dc.date.accessioned2025-11-06T13:09:42Z-
dc.date.available2025-11-06T13:09:42Z-
dc.date.issued2025-05-09-
dc.identifier.citationSILVA, Geovana Fernandes. Filme nanocompósito entre nanotubos de Carbono e hexacianoferrato de cobalto como alternativa de catodos para baterias de inserção de íons alumínio. 2025. 42 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47588-
dc.description.abstractClean, sustainable, and efficient technologies have been driving thin-film-based electronic applications for the development of new lightweight and portable batteries, focusing on the establishment of electrodes that play crucial roles in the next generation of energy storage devices. Prussian blue analogues (PBA) and carbon nanotubes (CNT) have been increasingly investigated as alternative components for energy storage devices. The combination of desirable properties, such as the redox behavior and interstitial sites of PBA, along with the high surface area and electrical conductivity of CNT, results in promising nanocomposites for the advancement of ion-intercalation batteries. This study aimed at the synthesis and characterization of cobalt hexacyanoferrate/carbon nanotube (HCFCo/CNT) nanocomposite films, ultimately investigating their electrochemical performance in aluminum ion intercalation in aqueous electrolytes. The material was synthesized using the liquid/liquid interfacial method, in which precursor solutions of HCFCo were added to CNT dispersions in toluene. The nanocomposite film was characterized using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and transmission electron microscopy, which confirmed the formation of the proposed material, as well as the distribution of HCFCo particles within the CNT network. For the electrochemical study, a three-electrode cell was assembled using 0.1 mol L⁻¹ AlCl₃ as the supporting electrolyte, with the film deposited onto a carbon electrode as the working electrode. The material exhibited a specific capacity of 94.74 mA h g⁻¹ with a retention of 78% after 10 cycles at a current density of 0.04 A g⁻¹ (0.5C). The cathode retained 77.7% of its initial capacity after 500 cycles at 1.62 A g⁻¹ (2C). In the test with varying current densities, the specific capacity values obtained were 97.67, 82.88, 75.04, and 64.63 mA h g⁻¹ for 0.04, 0.8, 1.62, and 4.0 A g⁻¹, respectively, with a retention of 66%. The synthesis method proved to be efficient, resulting in promising electrodes as cathodes for aqueous Al³⁺-ion batteries, demonstrating the potential of the HCFCo/CNT nanocomposite film as a material for the development of lighter, safer, translucent, flexible, environmentally friendly, and cost-effective batteries.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectAnálogos do azul da Prússiapt_BR
dc.subjectPrussian blue analoguespt_BR
dc.subjectMateriais nanoestruturadospt_BR
dc.subjectNanostructured materialspt_BR
dc.subjectEletrodo catôdicopt_BR
dc.subjectCathode electrodept_BR
dc.subjectBaterias de íons de alumíniopt_BR
dc.subjectAluminum-ion batteriespt_BR
dc.titleFilme nanocompósito entre nanotubos de carbono e hexacianoferrato de cobalto como alternativa de catodos para baterias de inserção de íons alumíniopt_BR
dc.title.alternativeNanocomposite film between carbon nanotubes and cobalt hexacyanoferrate as an alternative cathode for aluminum-ion insertion batteries.pt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.contributor.advisor1Nossol, Edson-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9330436454964901pt_BR
dc.contributor.referee1Richter, Eduardo Mathias-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0310068697989712pt_BR
dc.contributor.referee2Bernardo, Marcela Piassi-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2321791624909650pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1261243425057822pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoTecnologias limpas, sustentáveis e eficientes para o desenvolvimento de novas baterias leves e portáteis têm impulsionado aplicações eletrônicas baseadas em filmes finos, buscando encontrar eletrodos que possam desempenhar papéis cruciais na nova geração de dispositivos de armazenamento de energia. Análogos do azul da Prússia (AAP) e dos nanotubos de carbono (NTC) vêm sendo cada vez mais investigados como alternativas de componentes de dispositivos de armazenamento de energia. A combinação de propriedades desejáveis, como o comportamento redox e os sítios intersticiais dos AAP, juntamente com a elevada área superficial e a condutividade elétrica dos NTC, resulta em um nanocompósito promissor para o avanço das baterias de intercalação iônica. Esse trabalho teve como objetivo a síntese de filmes nanocompósitos de hexacianoferrato de cobalto com nanotubos de carbono (HCFCo/NTC), sua caracterização e o estudo eletroquímico de intercalação de íons de alumínio. O material foi sintetizado por meio do método interfacial líquido/ líquido, no qual soluções dos reagentes precursores do HCFCo foram adicionadas a dispersões de NTC em tolueno. O filme nanocompósito foi caracterizado pelas técnicas de difração de raios X, espetroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão de energia e microscopia eletrônica de transmissão, que atestaram a formação do material proposto, assim como a distribuição das partículas de HCFCo em meio ao emaranhado de NTC. Para o estudo eletroquímico, foi montado uma célula de três eletrodos utilizando AlCl3 0,1mol L-1 como eletrólito, tendo o filme depositado sob um eletrodo de carbono, como eletrodo de trabalho, obtendo-se uma capacidade específica de 94,74 mA h g-1 e retenção de 78% após 10 ciclos sob densidade de corrente de 0,04 A g-1 (0,5C). O catodo reteve 77,7% da capacidade inicial ao final de 500 ciclos a 1,62 A g-1 (2C). No teste variando as densidades de corrente, os valores obtidos de capacidade específica foram 97,67, 82,88, 75,04 e 64,63 mA h g-1 para 0,04, 0,8, 1,62 e 4,0 A g-1, respectivamente, com capacidade de retenção de 66%. O método de síntese se mostrou eficiente, resultando em eletrodos promissores como catodos de baterias aquosas de íon Al3+, demonstrando o potencial do filme nanocompósito HCFCo/NTC como material para o desenvolvimento de baterias mais leves, seguras, translúcidas, flexíveis, ambientalmente amigáveis e com alto custo-benefício.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseQuímica Industrialpt_BR
dc.sizeorduration42pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.orcid.putcode196284507-
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