Caracterização termoelétrica de polímeros condutores a base de PEDOT:PSS

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Tareskevitis, Giandré [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Termoeletricidade; Coeficiente seebeck; Polímeros condutores; PEDOT:PSS; Thermoelectricity; Seebeck coefficient; Conductive polymers
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/315354

Os polímeros condutores, especialmente os materiais a base de PEDOT:PSS desempenham relevante papel na tecnologia visto as possibilidades associadas à sua condutividade elétrica, flexibilidade, leveza e facilidade de processamento. Demonstram adicionalmente alto potencial para utilização em dispositivos de transporte e troca de calor ou até mesmo como geradores de energia termoelétrica. Os desafios e oportunidades com novos materiais baseados no PEDOT:PSS podem ser substancialmente atingidos buscando a melhoria do desempenho termoelétrico destes. Neste trabalho investigamos as propriedades termoelétricas de polímeros confeccionados a base de PEDOT:PSS através da caracterização termoelétrica de filmes finos destes materiais em diversas concentrações de fase condutora combinadas em solução de aditivos. A pretensão foi determinar efetivamente o valor do coeficiente Seebeck (S) que é o termo mais contundente na expressão do fator de potência termoelétrica (PF), que por sua vez é o parâmetro que denota o desempenho e a capacidade de utilização dos materiais termoelétricos. Para determinar os valores de S desenvolvemos um aparato instrumental de coleta de medidas termoelétricas para atender apropriadamente as características dimensionais dos finos filmes submetidos aos gradientes de temperatura. A pesquisa adotou adicionalmente o recurso termográfico com câmera térmica de alta resolução para investigar o comportamento do gradiente de temperatura ao longo do material e sua influência na variação de S. Os resultados mostraram a baixa influência do gradiente de temperatura na composição de S para filmes com ordem de grandeza superiores a 23 mm de comprimento. Em complemento à investigação, foi analisado o comportamento da corrente elétrica passante pelos materiais condutores em função da tensão aplicada (IxV) medidos em diversas temperaturas, possibilitando correlacionar o modo de transporte de cargas dos materiais ao modelo variable range hopping (VRH). Na análise global dos resultados a pesquisa levou ao entendimento que os polímeros condutores estudados apresentam variações no valor de S relacionados não só ao percentual de concentração de fase condutora, mas também ao dimensionamento e a faixa de temperatura de aplicação desses materiais. O Valor de S para as distintas concentrações em temperaturas próximas a temperatura ambiente ficou entre 22 μV/K e 27 μV/K, valor esse que supera o S de importantes condutores como o Ferro e o Cobre.