Preparação e caracterização de filmes finos de NiO e NiO:V2O5 para aplicação eletrocrômica

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Azevedo, Cristiane Ferraz de
• Orientador(a): Avellaneda, César Antonio Oropesa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eletrocromismo; NiO; NiO:V2O5; Processo sol-gel; Electrochromism; Sol-gel process
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/10520

Nesta dissertação é descrita a preparação e caracterização de filmes finos de óxido de níquel e filmes finos de óxido de níquel dopados com vanádio, para uma possível aplicação como contra-eletrodo em dispositivos eletrocrômicos. A adição de vanádio como agente dopante visa melhorar a performance eletroquímica, estrutural e morfológica dos filmes. As soluções precursoras foram preparadas pelo processo solgel utilizando o sal de acetato de níquel e o solvente 2-metoxietanol, para os filmes dopados foram acrescentados diferentes percentuais (5, 10 e 15% em mol) de oxytripropoxide de vanádio. Posteriormente a solução foi depositada sobre um substrato de vidro recoberto com ITO, utilizando a técnica de spin-coating. Na etapa seguinte, as películas foram conduzidas a um tratamento térmico a 300°C, que resultou na formação de um filme denso. Um estudo sistemático foi realizado avaliando o número de camadas e a concentração de dopante, os resultados mostraram que o filme com 5 camadas apresentou melhores respostas. Sendo assim, foram preparados grupos de filmes com 5 camadas e diferentes percentuais de dopante e os mesmos foram caracterizados por medidas eletroquímicas a partir das técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria, cronocoulometria e impedância. A fim de se estudar as propriedades estruturais foram utilizadas as técnicas de difração de raio-x e espectroscopia de energia dispersiva de raios-x. A morfologia foi avaliada por microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura. As análises indicam que a adição de 10% de dopante promove melhoras significativas no desempenho eletroquímico dos filmes, aumentando a densidade de carga e a cinética dos processos de intercalação. Além disso, observou-se uma melhora na reversibilidade do processo cíclico e na homogeneidade dos filmes, sendo que a estrutura cristalina da matriz hospedeira foi conservada. A caracterização óptica mostra que os filmes são altamente transparentes quando despolarizados e adquirem coloração marrom intensa quando polarizados, sendo que a adição de 10 % de vanádio promove maior variação de transmitância entre os estados colorido e descolorido. Assim, os resultados indicam que filmes de NiO:10% V2O5 podem ser utilizados como contra-eletrodo de dispositivos eletrocrômicos.