Síntese e caracterização de pseudocapacitores de aerogéis de Ni(OH)2 incorporados com polipirrol

• Main Author: Scarabelot, Letícia Toreti
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Engenharia elétrica; Capacitadores; Polipirrol
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168226

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. === Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340512.pdf: 1963134 bytes, checksum: 89f8b5b2f65809faa859a02a247a8308 (MD5) Previous issue date: 2016 === O desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia proporciona muitas vantagens para aplicações portáteis. Resistentes e estáveis, os supercapacitores são de suma importância para a tecnologia pois agregam características de alta densidade de potência e energia, vindas dos capacitores convencionais e das baterias, respectivamente. Neste trabalho foram desenvolvidos pseudocapacitores com eletrodos baseados em aerogéis de hidróxido de níquel (Ni(OH)2) e como polímero condutor, polipirrol (PPy). Utilizando eletrólito gel de PVA/H3PO4, sendo materiais de fácil síntese e maior disponibilidade que apresentam efeito de pseudocapacitância. As propriedades físico-químicas e estruturais dos aerogéis foram analisadas através das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia de Raman, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), termograviometria (TGA), área superficial (BET), volume e tamanho de poro (BJH), espectroscopia de absorção (UV-VIS) e condutividade elétrica.O dispositivo foi montado formando um sanduíche. O aerogel em forma de pó foi depositado em ambos os lados de um filme de PVA/H3PO4 (eletrólito/separador) e fecharam-se os contatos com cobre, obtendo-se um dispositivo completo com dois eletrodos, separador e eletrólito. Por meio da voltametria cíclica e carga/descarga, o desempenho dos pseudocapacitores foi avaliado, onde a capacitância específica, densidades de energia, densidade de potência e resistência em série foram determinadas.A capacitância específica apresentou aumento de 43 %, com a incorporação de PPy (276 F/g) e a resistência em série obtida apresentou a diminuição de 79 % (23,25 O/cm²). Resultados esses que refletem o melhor desempenho e melhores propriedades eletroquímicas dos dispositivos de aerogéis de Ni(OH)2 incorporados com PPy.<br> === Abstract: The development of energy storage devices provides many advantages for portable applications. Rugged and stable, supercapacitors are of utmost importance for that technology, for aggregating high power and energy density characteristics, coming from conventional capacitors and batteries, respectively.In this work, were developed pseudocapacitors with nickel hydroxide (Ni(OH)2) aerogel-based electrodes and a conductive polymer, polypyrrole (PPy). Using gel PVA/H3PO4 electrolyte, , which are easily synthesizable materials with greater availability, and exhibit pseudocapacitance effect. The structural and physical-chemical properties of the aerogels were analyzed through X-ray diffraction (DRX), Raman spectroscopy, transmission electronic microscopy (TEM), thermograviometry (TGA), specific surface area (BET), pore size and volume (BJH), absorption spectroscopy (UV-VIS) and electrical conductivity.The device was assembled a sandwich geometry. Powdered aerogel was deposited onto both sides of a PVA/H3PO4 film (electrolyte/separator) and the contacts were closed with copper, resulting on a complete device with two electrodes, separator and electrolyte. Through cyclic voltammetry and charge/discharge curves, the performance of the supercapacitors was devaluated, where the specific capacitance, power and energy densities and series resistance were determined.The specific capacitance was increased by 43% with the incorporation of the PPy (276 F/g) and the series resistance obtained decreased by 79% (23,25 O/cm²) which reflects the highest performance and the best electrochemical properties of Ni(OH)2 aerogels based devices incorporated with PPy.