“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 16536
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| 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 | Não se Aplica |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Primeiro autor | Maria Eduarda Pereira Corrêa |
| Orientador | GARBAS ANACLETO DOS SANTOS JUNIOR |
| Outros membros | Derick de Oliveira Fraga, LEONARDO LUIZ OKUMURA, TIAGO ALMEIDA SILVA |
| Título | Efeito da substituição de manganês por níquel na capacitância de análogos ao Azul da Prússia para aplicação em supercapacitores híbridos aquosos de íons-Li |
| Resumo | A capacitância é uma grandeza que mede a quantidade de carga elétrica por volt que pode ser armazenado em materiais aplicados em dispositivos de armazenamento de energia, com destaque para os supercapacitores (SCs). Os SCs são dispositivos de alta densidade de potência. Dentre as classes de SCs tem-se os supercapacitores híbridos. Esses, utilizam-se da combinação de materiais de mecanismos de armazenamento distintos, como materiais faradáicos/capacitivos. Quando o material faradaico é comumente utilizado em baterias de íons-Li, os dispositivos recebem o nome de supercapacitores híbridos de íons-Li e combinam as vantagens das baterias de íons-Li (alta densidade de energia) e as dos SCs (alta densidade de potência). Dentre os materiais faradáicos, os Análogos ao Azul da Prússia (PBAs) ganham destaque. Isso, uma vez que são de fácil preparação, alta estabilidade, baixa toxicidade e baixo custo. Dentre a vasta gama de PBAs, os MnHCF merecem uma atenção. A abundância do Mn e Fe na Crosta Terrestre levam o material a um baixo custo de produção. Entretanto, o Mn2+ sofre lixiviação e o Mn3+ distorções irreversíveis do tipo Jahn Teller, o que justifica seu baixo desempenho eletroquímico. Uma maneira de contornar esse problema se baseia na substituição parcial do Mn por metais com maior força de ligação, como o Ni. Levando isso em consideração, nesse trabalho foram estudados os desempenhos eletroquímicos de MnHCF com substituições de Níquel (Ni)KxNiyMn1−y[Fe(CN)6 ]. Os materiais foram obtidos por síntese de co-precipitação utilizando sais de metais Mn2+ , Ni2+ e o K3[Fe(CN)6] em solução aquosa. Os materiais consistiram na substituição de 20 % (KxNi0,2Mn0,8HCF),40% (KxNi0,4Mn0,6HCF) e 60% (KxNi0,6Mn0,4HCF). As caracterizações dos materiais foram feitas em uma célula eletroquímica de 3 eletrodos onde: um de referência (RE) – Ag|AgCl, KCl (3 molL-1), um de trabalho (WE) - folha de platina no qual foi depositado o material ativo - e um contra eletrodo (CE) - folha de platina -, conectados a um potenciostato/galvanostato. O eletrólito utilizado foi uma solução de Li 2 SO 4 (1 molL-1). As medidas foram feitas no intervalo de potencial de –0,2V a 1,2V vs. Ag/AgCl em velocidades de 1, 5, 10, 20 e 50mV s-1. A deposição dos filmes dos materiais nas folhas de Pt, foi feita pelo método slurry com um compósito de Mn-NIHCF+carbono black+PVDF. A comprovação de melhora no desempenho eletroquímico se deu pelo aumento do valor da capacitância dos materiais (a 1mV s-1) KxNi0,2Mn0,8HCF de 13,55 Fg-1 , do KxNi0,4Mn0,6HCF de 24,41 F g-1 e do KxNi0,6Mn0,4HCF de 39,62 F g-1. Nota-se que a substituição de Mn por Ni levou a uma melhora no desempenho eletroquímico do 0,2 para o 0,4 de aproximadamente 80% e do 0,4 para o 0,6 de 62%. A capacitância dos materiais em função da velocidade de varredura mostrou ter uma dependência inversamente proporcional, já esperado para materiais de inserção de estado sólido devido ao fato dos processos difusionais serem dificultados. |
| Palavras-chave | Azul da Prússia, Capacitância, Voltametria cíclica. |
| Forma de apresentação..... | Vídeo |
| Link para apresentação | Vídeo |
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