| Resumo |
O presente trabalho está inserido no âmbito da nanociência, que se tornou um dos principais campos das atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação em vários países. A elaboração de novos materiais para dispositivos de armazenamento de carga é uma área de grande interesse tecnológico, visto que há uma crescente demanda por baterias de alta eficiência, baixo custo e durabilidade. Dentre os materiais promissores para serem utilizados como eletrodos nesses dispositivos, destaca-se o Hexacianoferrato de Níquel (NiHCF), um composto de estrutura cúbica altamente ordenada que apresenta alta estabilidade em ciclos de carga e descarga. Esse composto também apresenta amplo potencial para pesquisas básicas, desenvolvimento de nanoestruturas e aplicações em sensores eletroquímicos, supercapacitores e dispositivos eletrocrômicos. O objetivo deste projeto é realizar a síntese eletroquímica e a caracterização de filmes finos de NiHCF, bem como avaliar seu potencial para aplicações futuras. A obtenção dos filmes foi feita por meio da derivação eletroquímica de camadas de Níquel previamente depositadas sobre substratos de silício via Evaporação Catódica (“sputtering”). A derivação foi realizada por voltametria cíclica em uma célula eletroquímica convencional com três eletrodos fixos (eletrodo de trabalho, contra eletrodo e eletrodo de referência) mergulhados em um eletrólito contendo íons hexacianoferratos. A quantidade de Níquel derivada para NiHCF é controlada pelo número de ciclos voltamétricos. As propriedades físicas e eletroquímicas de todas as nanoestruturas foram descritas utilizando diversas técnicas de caracterização. A morfologia foi caracterizada via imagens de alta resolução da superfície dos filmes finos por microscopia eletrônica de varredura (MEV), indicando a formação de grãos compactos e com homogeneidade tanto no formato quanto no tamanho. A estequiometria dos depósitos foi investigada via espectroscopia por dispersão de energia (EDS, sigla em inglês de “Energy Dispersive Spectroscopy”), que revelou a presença de átomos de Fe, C, N e K, confirmando a formação do composto. A técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS, sigla em inglês de “Electrochemical Impedance Spectroscopy”) permite investigar a resposta eletroquímica do material em relação a potenciais aplicados, em diferentes frequências, e a partir disso identificar a evolução de propriedades físicas importantes do material, tais como resistência elétrica, capacitância, espessura ou até mesmo rugosidade. Todas essas propriedades foram relacionadas aos parâmetros de síntese do material. |