Estudo da aplicação de nanotubos de carbono para supercapacitores

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Marina Borgert Moraes
• Orientador(a): Evaldo José Corat
• Banca de defesa: Érica Freire Antunes, Anderson de Oliveira Lobo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: As the search for renewable energy sources rises, there´s also a growing need for more efficient energy storage devices, and researches on this field become more and more important. The use of innovative electrode materials seeks to improve energy density and lifetime span of such devices. In this context, nanomaterials, especially carbon nanotubes, appear very promising. This master thesis focuses on the study of vertically aligned carbon nanotubes, functionalized by oxygen plasma, for utilization as an electrochemical capacitor electrode. Characterization analysis of the samples consisted of Raman spectroscopy and scanning electron microscopy images. To evaluate electric energy storage capacity and behavior, cyclic voltametry, electrochemical impedance spectroscopy and charge/discharge routines were employed. Samples presented specific capacitance up to 192,71 F.g$^{-1}$ for voltametry evaluation and a value of 201,23 F.g$^{-1}$ was obtained through discharge curves. For some samples, it was noted the contribution of pseudocapacitance. From the Nyquist plot, it was possible to estimate electrolyte resistance, charge transfer resistance and double layer capacitance.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/03.15.00.49

Com a crescente busca da sociedade por fontes de energia renováveis e sustentáveis, surge também a necessidade de dispositivos mais eficientes para o seu armazenamento, e as pesquisas nesta área assumem uma importância cada vez maior. A utilização de materiais inovadores como eletrodos visa aumentar a densidade de energia e a vida útil destes dispositivos. Nanomateriais, em especial nanotubos de carbono, apresentam-se muito promissores neste contexto. Esta dissertação de mestrado trata do estudo de nanotubos de carbono verticalmente alinhados, funcionalizados por plasma de oxigênio, para utilização como eletrodo de um capacitor eletroquímico. A caracterização dos filmes de nanotubos foi feita através de espectroscopias Raman e imagens de microscopia de varredura eletrônica. Para avaliar a capacidade de armazenamento de energia elétrica e o comportamento, foram realizados testes de voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica e rotinas de carga e descarga. Foram obtidas amostras com capacitâncias específicas de até 192,71 F.g$^{-1}$ através da avaliação do voltamograma e de 201,23 F.g$^{-1}$ pelo ciclo de descarga. Para algumas amostras, foi observada a contribuição de pseudocapacitância. Do gráfico de Nyquist, foi possível estimar a resistência do eletrólito, a resistência da transferência de carga e a capacitância da dupla camada.