Síntese, caracterização e comportamento eletroquímico de um hidróxido duplo lamelar baseado em níquel e alumínio como material de eletrodo para sistemas de armazenamento de energia

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Fonseca, Isabella lattes
Orientador(a): Martins, Paulo Roberto lattes
Banca de defesa: Martins, Paulo Roberto, Gonçalves, Josué Martins, Colmati Júnior, Flávio
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Química (IQ)
Departamento: Instituto de Química - IQ (RG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Hidróxido duplo lamelar
Dispositivos eletroquínicos
Armazenamento de energia
Eletroquímica
Palavras-chave em Inglês:
Double lamellar hydroxide
Electrochemical devices
Energy storage
Electrochemistry
Área do conhecimento CNPq:
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11956
Resumo: With each passing year, portable electronic devices such as smartphones and laptops have required increasingly efficient energy storage systems in order to ensure satisfactory performance. Nickel hydroxide, in turn, has been extensively studied and used as an electrode material, where improvements in its electrochemical properties end up becoming a major key point for the construction and development of batteries or supercapacitors that have greater charging efficiency, in addition to low cost and long-life cycle. Thus, in this work, a double lamellar hydroxide containing 90% nickel and 10% aluminum (NiAl-LDH-90:10) was synthesized, characterized and its electrochemical behavior was evaluated. Due to the presence of the diffraction peak (003) located in regions of low angle 2θ, the alpha polymorphic phase was attributed to pure nickel hydroxide (Ni100). The nickel and aluminum LDH nanoparticles, obtained by the modified Tower method, showed manometric dimensions in the order of ~5 nm, confirmed by the TEM technique. Through
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Nickel hydroxide, in turn, has been extensively studied and used as an electrode material, where improvements in its electrochemical properties end up becoming a major key point for the construction and development of batteries or supercapacitors that have greater charging efficiency, in addition to low cost and long-life cycle. Thus, in this work, a double lamellar hydroxide containing 90% nickel and 10% aluminum (NiAl-LDH-90:10) was synthesized, characterized and its electrochemical behavior was evaluated. Due to the presence of the diffraction peak (003) located in regions of low angle 2θ, the alpha polymorphic phase was attributed to pure nickel hydroxide (Ni100). The nickel and aluminum LDH nanoparticles, obtained by the modified Tower method, showed manometric dimensions in the order of ~5 nm, confirmed by the TEM technique. ThroughA cada ano que passa, dispositivos eletrônicos portáteis como smartphones e laptops tem exigido sistemas de armazenamento de energia cada vez mais eficientes, a fim de garantir um desempenho satisfatório. O hidróxido de níquel, por sua vez, tem sido muito estudado e empregado como material de eletrodo, onde as melhorias em suas propriedades eletroquímicas acabam se tornando um grande ponto chave para a construção e o desenvolvimento de baterias ou supercapacitores que possuem maior eficiência de carga, além de baixo custo e longo ciclo de vida. Assim, neste trabalho, um hidróxido duplo lamelar contendo 90% de níquel e 10% de alumínio (NiAl-LDH-90:10) foi sintetizado, caracterizado e seu comportamento eletroquímico foi avaliado. Devido a presença do pico de difração (003) localizado em regiões de baixo ângulo 2, a fase polimórfica alfa foi atribuída ao hidróxido de níquel puro (Ni-100). As nanopartículas do LDH de níquel e alumínio, obtido pelo método Tower modificado, apresentaram dimensões manométricas na ordem de ~5 nm, confirmados pela técnica de TEM. Através da análise de XPS foi possível determinar que os íons metálicos presentes no LDH se encontravam nos estados de oxidação +2 e +3, respectivamente para o níquel e alumínio. O comportamento eletroquímico dos eletrodos modificados foi avaliado através de CV e GCD. O material de eletrodo baseado em NiAl-LDH-90:10 apresentou uma capacidade de descarga específica 4 vezes maior que o Ni-100. De fato, a capacidade de descarga específica determinada para o NiAl-LDH-90:10 foi de 276,3 C g-1 em 1 A g-1 , enquanto que para o Ni-100 foi de 66,92 C g-1 em 1 A g-1 . Entretanto, após 3000 ciclos consecutivos de carga e descarga o material de NiAl-LDH-90:10 apresentou uma retenção de carga de apenas 2,51%.Submitted by Leandro Machado (leandromachado@ufg.br) on 2022-03-15T18:46:39Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Isabella Fonseca - 2022.pdf: 1845516 bytes, checksum: 75fc2fcb7b39a9f5451c230a572c5588 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2022-03-16T13:26:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Isabella Fonseca - 2022.pdf: 1845516 bytes, checksum: 75fc2fcb7b39a9f5451c230a572c5588 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)Made available in DSpace on 2022-03-16T13:26:11Z (GMT). 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