[en] CARBONS FROM PYROLYZED BAMBOO AS CONDUCTIVE MATERIALS FOR ELECTRIC, ELECTROTHERMAL AND ELECTROCHEMICAL APPLICATIONS

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: LAYNE OLIVEIRA DE LUCAS GONTIJO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] BIODISPOSITIVOS; [pt] ELETRODO DE CARBONO; [pt] AQUECEDOR MICROFLUIDICO; [pt] MATERIAL ELETROTERMICO; [pt] BAMBU PIROLISADO; [en] BIODEVICES; [en] CARBON ELECTRODE; [en] MICROFLUIDIC HEATER; [en] ELECTROTHERMAL MATERIAL; [en] PYROLYZED BAMBOO
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62783&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=62783&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.62783

[pt] O bambu é rico em biomassa lignocelulósica, e anatomicamente é composto por um sistema de microcanais vasculares alinhados, retos e paralelos entre si. Suas micro e nanoestruturas podem ser modificadas através do tratamento térmico em altas temperaturas (carbonização/pirólise) para obtenção de propriedades elétricas sem a perda da estrutura 3D, possibilitando a aplicação em dispositivos eletroquímicos e microfluídicos eletricamente condutores. As amostras de bambu gigante Dendrocalamus giganteous foram tratadas sob atmosfera de nitrogênio em temperaturas variando de 200 a 1000 graus C e caracterizadas por TGA, ATR-FT-IR, RAMAN, DRX, XPS, HR-TEM, ICP-EOS, (Microtomografia computadorizada de raios-X), I/V, Voltametria cíclica e análise termográfica IR. Foi possível realizar análise estrutural e química; determinação de composições, identificação da transição de fase da estrutura cristalina da celulose para carbono grafítico/turbostrático; medir as condutividades térmica e elétrica. As amostras B-200, B-400 e B-600 apresentaram-se isolantes, enquanto B-700 apresentou-se resistiva (resistividade elétrica)= 1,5 x 10-1 (ohms) m e B-1000 comportamento ôhmico (condutividade elétrica)= 8,4 x 10 2 S m-1 (siemens)/ metro). O dispositivo B-700 foi utilizado como microaquecedor de solventes polares (H2O e etilenoglicol) em regime de fluxo contínuo e chapa de aquecimento, com eficiência de conversão eletrotérmica em fluxo, estabilidade estrutural e reprodutibilidade eletrotérmica. O microaquecedor e a chapa aquecedora alcançaram temperaturas máximas de 340 graus C (0,8 A 6,3V) e 490 graus C (2,0 A, 5,3 V), respectivamente. Isso demonstra que os materiais de bambu pirolisado obtidos nessa pesquisa são promissores para aplicações em supercapacitores, eletrodos, entre outros.