“Bicentenário da Independência: 200 anos de ciência, tecnologia e inovação no Brasil e 96 anos de contribuição da UFV”.
8 a 10 de novembro de 2022
Trabalho 16345
| ISSN | 2237-9045 |
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| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Química Inorgânica |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | FUNARBIC/FUNARBE |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Primeiro autor | Derick de Oliveira Fraga |
| Orientador | GARBAS ANACLETO DOS SANTOS JUNIOR |
| Outros membros | Maria Eduarda Pereira Corrêa |
| Título | Avaliação do efeito da substituição parcial de Mn por Ni em MnHCF: estudo estrutural e eletroquímico |
| Resumo | Atualmente o lítio tem sido amplamente utilizado na produção de baterias e supercapacitores. Desta maneira, inúmeros materiais vêm sendo aplicados como ânodo ou cátodo nestes dispositivos. Uma classe de materiais que tem se mostrado promissores são os análogos ao Azul da Prússia, devido sua versatilidade (pode ser aplicado como ambos os eletrodos), custo dos precursores, além da facilidade de síntese. Este trabalho tem como objetivo a síntese do Azul da Prússia de Mn (MnHCF) e a avaliação estrutural e eletroquímica, a partir da substituição parcial de Mn por Ni, Kx Niy Mn1−y [Fe(CN)6]. Como o MnHCF não apresenta uma atividade eletroquímica satisfatória para a aplicação em dispositivos eletroquímicos, devido às distorções do tipo Jahn Teller (Mn3+) e lixiviação, é esperado que a inserção de Ni na estrutura melhore sua estabilidade estrutural e consequentemente, seu desempenho eletroquímico. Os materiais foram sintetizados pelo processo de co-precipitação, partindo de sais dos metais (Ni2+ e Mn2+) e de K3[Fe(CN)6] em solução aquosa. Foram testadas as substituições de 10 e 20% (razão molar) de Mn por Ni. Através da técnica de FTIR constatou-se que houve a formação do material, evidenciado principalmente pelas bandas características do estiramento de -C≡N composta por dois picos na faixa de ~2065 cm-1 a ~2150 cm-1 , o pico evidente na faixa de ~590 cm-1 correspondente a ligação Fe-C, o outro na faixa de 490 cm -1 correspondente à ligação Fe- CN-Mn (nas espécies com níquel esse estiramento também se refere às ligações Fe-CN-Ni). Através da técnica de DRX constatou-se que o material sintetizado tem estrutura cúbica. Pela técnica de voltametria cíclica conseguiu-se analisar as propriedades eletroquímicas do material, sendo observado um pico no gráfico em torno de 0,2 a 0,6 V vs. Ag/AgCl, referente ao processo de Fe2+/Fe3+, que se divide devido a presença de K na estrutura. Outro pico notável é na faixa de aproximadamente 0.8 a 1 V vs Ag/AgCl correspondente a conversão de Mn2+ /Mn3+, notando-se um aumento na corrente anódica e catódica com a crescente adição de Ni na estrutura do material. Outra comprovação da melhora no desempenho eletroquímico dos materiais pela adição de Ni, se dá pelo aumento na área dos voltamogramas (1 mV s-1), sendo que, do MnHCF para o 10% de Ni houve um aumento de 134%, enquanto que o aumento para o 20% de Ni foi de 170%. Comparando as substituições de 10 e 20%, teve-se um aumento de 127% em área. Esse aumento de área é o maior indicador da melhora eletroquímica, já que indica a quantidade de carga armazenada no material. Por fim, através dos resultados obtidos conseguiu-se constatar que houve de fato a formação do material desejado, e que baixas concentrações de Ni, permitiram a melhora no desempenho eletroquímico do material, mantendo assim o baixo custo de produção. |
| Palavras-chave | Azul da Prússia, manganês, supercapacitor |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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