Filmes autossuportados de óxido de grafeno reduzido e polianilina decorados com nanopartículas de hexacianoferrato de níquel

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Siqueira, Nicolás Moreno Santos de
• Orientador(a): Souza, Victor Hugo Rodrigues de
• Banca de defesa: Colman, Tiago André Denck , Husmann, Samantha
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Grande Dourados
• Programa de Pós-Graduação: Programa de pós-graduação em Química
• Departamento: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hexacianometalatos; Óxido de grafeno; Polianilina
• Palavras-chave em Inglês: hexacyanometalates; Graphene oxide; Polyaniline
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA
• Link de acesso: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/5098

A busca por fontes energéticas mais eficientes e sustentáveis faz parte do desenvolvimento tecnológico. Além do aumento na demanda na produção de energia elétrica, surge a necessidade de uma forma mais inteligente e eficiente em sua distribuição, aumentando a importância das baterias, principalmente em sistemas alternativos às baterias de íon-Li. Dentre os diversos materiais estudados, os hexacianometalatos têm se destacado na aplicação como cátodo de baterias devido sua estrutura porosa capaz de intercalar íons e armazenar energia, além do fácil processo de síntese e baixo custo. No presente trabalho, foi realizada a síntese e caracterização de um compósito envolvendo óxido de grafeno reduzido (rGO), polianilina (PANI) e hexacianoferrato de níquel (NiHCF). O material foi sintetizado na forma de filme autossuportado, utilizando um método de deposição do gel sobre uma lâmina de vidro, em que, após um processo de redução, o filme serve como coletor de corrente para a eletrodeposição do NiHCF em sua superfície. Foram preparados eletrodos com 50 e 150 ciclos de eletrodeposição, e estes materiais tiveram suas propriedades eletroquímicas estudadas através da técnica de voltametrica cíclica (CV), em que foi observado o comportamento redox do eletrodo. A formação de nanocubos de NiHCF e sua interação com o filme autossuportado a base de grafeno foi identificada por técnicas de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva de raios X, espectroscopia Raman e difratometria de raios X. As medidas de carga e descarga (CD) mostraram um melhor desempenho do eletrodo com 150 ciclos de eletrodeposição, com valores de capacidade específica de 59 mAh g-1 a uma densidade de corrente de 0,2 A g-1 , alcançando valores próximos ao teórico (NiHCF ≅ 60 mAh g-1 ) em um eletrodo autossuportado. Foram preparados eletrodos com metade da espessura original e a resposta CD apresentaram melhores valores de capacidade (89 mAh g-1 ) e valores de eficiência coulômbica que se mantiveram em 100% após 500 ciclos de estabilidade. Os valores de capacidade alcançados tornam o material preparado um bom candidato como cátodo em baterias de íons sódio, trazendo uma alternativa as baterias de íon Li.