Óxido de manganês depositado em tecido de carbono como eletrodo para supercapacitores - Costa, João Carlos Martins da (2021)
A evolução tecnológica e o crescimento populacional aumentaram exponencialmente a demanda energética mundial, devido a essa demanda, novos sistemas de geração e armazenamento de energia estão ficando cada vez mais eficientes. Materiais à base de tecido de carbono vêm sendo utilizados para esses fins, mais especificamente em eletrodos de capacitores eletroquímicos (CEs), e nesses CEs, os materiais empregados são polímeros condutores, carbonáceos e óxidos cerâmicos. Dentre os óxidos destaca–se o óxido de manganês (MnO2), pois possui baixo custo, não possui alto grau de toxicidade e encontra–se em abundância na natureza. Com intuito de somar a literatura, este trabalho obteve as formações dos MnO2 eletrodepositados em tecido de carbono (substrato), em diferentes tempos. As análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV), possibilitaram observações nos aspectos morfológicos dos materiais, de acordo com os tempos de eletrodeposição. Já a técnica de difração de raios X (DRX), por sua vez, permitiu detectar a fase estrutural (γ–MnO2) e a constatação de formação de material cerâmico sobre substrato adotado. Os estudos eletroquímicos dos materiais foram realizados por voltametria cíclica (VC), expondo os perfis redox dos eletrodos de MnO2 e por meio das curvas oriundas da carga–descarga galvanostática (CDG), foi calculado a capacitância específica na densidade de corrente de 0,5 A.g-1 cujo alcance resultou em 709 F.g-1. Através da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), nos diagramas de Nyquist e Bode notaram–se as atividades iônicas e cinéticas respectivamente. A partir dos dados da EIE foram calculados os valores das constantes dos tempos de relaxações para os materiais obtidos, sendo assim possível a observação do processo de transferência de carga, já referente aos valores obtidos nas potências complexas, que corresponde a interseção das curvas de |Q/S| = |P/S| cujo indica ponto ótimo de operação onde os materiais liberam energia armazenada e potência mais eficiente, esses pontos ocorreram acima de 68%, tornando–os assim materiais com elevada atratividade para aplicação em eletrodos para dispositivos de armazenamento de energia (supercapacitores).