Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 20961
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Pós-graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS7 |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | Alex Roddan Marta Alves |
| Orientador | PAULO FERNANDO RIBEIRO ORTEGA |
| Outros membros | Diego Caproni de Morais, Frederico Barros de Sousa, GARBAS ANACLETO DOS SANTOS JUNIOR, Luiz Paulo Fagundes dos Santos |
| Título | Nanofibras ocas de carbono obtidas por eletrofiação coaxial com injeção de ar para eletrodos de supercapacitores. |
| Resumo | A eletrofiação é uma técnica versátil utilizada para a produção de fibras poliméricas ultrafinas com diâmetro na faixa nano ou micrométrica. O processo baseia-se na aplicação de um campo elétrico de alta tensão a uma solução ou dispersão polimérica, promovendo a ejeção de um jato contínuo em direção a um coletor aterrado. Durante esse trajeto, o solvente evapora, resultando na formação de fibras sólidas com alta área superficial específica, porosidade e diâmetro controlados. Tais propriedades são essenciais na construção de eletrodos para supercapacitores, que acumulam carga na interface e requerem estruturas porosas adequadas para maximizar a eletrossorção de íons. Neste trabalho, a injeção de ar foi empregada para auxiliar na eletrofiação coaxial e gerar nanofibras ocas de poliacrilonitrila (PAN) (Duan and Greiner, 2019). As fibras obtidas foram carbonizadas em forno tubular em duas etapas: (i) estabilização em atmosfera de O₂ a 280 ºC por 90 min; (ii) carbonização em N₂ a 800 ºC por 2 h, resultando em nanofibras ocas de carbono (o-CNF), utilizadas como eletrodos de supercapacitores. Para comparação, fibras também foram produzidas sem injeção de ar, a partir de uma mistura de PAN e polietilenoglicol (PEG), sendo então carbonizadas para gerar nanofibras maciças de carbono (m-CNF). O PEG atuou como polímero de sacrifício, aumentando a área superficial das fibras e reduzindo seus diâmetros (Wang et al., 2024). As CNFs foram testadas como eletrodos em eletrólito ácido convencional (1 M H₂SO₄) e em eletrólito redox aditivado com hidroquinona (0,4 M HQ / 1 M H₂SO₄). Medidas galvanostáticas determinaram a capacitância específica (Cs) dos eletrodos em diferentes densidades de corrente (10–50 A g⁻¹). Os maiores valores de Cs foram registrados a 10 A g⁻¹, atingindo 96 e 215 F g⁻¹ para m-CNF e o-CNF em eletrólito ácido, respectivamente. Com a adição de HQ, os valores aumentaram significativamente devido à contribuição faradaica das reações redox do composto orgânico, alcançando 510 e 611 F g⁻¹ para m-CNF e o-CNF, respectivamente. |
| Palavras-chave | Fibras ocas de carbono, Eletrofiação Coaxial, Supercapacitores. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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