Aerogel de óxido de grafeno como cátodo em novas baterias de íons Al3+ contendo o líquido Iônico PHPTBR

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Carvalho, Giovanni Romeu
• Orientador(a): Quirino, Welber Gianini
• Banca de defesa: Alves, Neri , Zappa, Fabio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Física
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eletrônica orgânica; Baterias orgânicas; Aerogel de GO; Líquidos iônicos; Baterias de Al/Al3+; Organic electronics; Organic batteries; GO aerogel; Ionic liquids; Al/Al3+ batteries
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11183

As baterias de lítio detêm o mercado de sistemas de armazenamento de energia recarregáveis. Porém, tecnologias alternativas tentam encontrar novos materiais que sejam naturalmente abundantes, de baixo custo e que não ofereçam riscos aos usuários e ao meio ambiente. De todos os materiais que possuem essas características, estamos interessados em materiais orgânicos que podem ser facilmente sintetizados e que sejam promissores comercialmente. Neste contexto, nossa proposta é a utilização de Óxido de Grafeno Reduzido (rGO) e os Líquidos Iônicos (LI’s) no desenvolvimento de novas baterias orgânicas. Além disso, uma opção para substituir o par redox Li/Li+ é o par Al/Al3+, ou seja, uma bateria de íons de alumínio. O alumínio, além de oferecer as vantagens já mencionadas acima, pode trocar três elétrons redox por cátion. Isto significa que a inserção de um íon Al3+ é equivalente a três íons Li+ em cátodos de intercalação convencionais. O rGO vem se mostrando promissor como cátodo, e devido à sua estrutura, os íons Al3+ podem ser intercalados/desintercalados entre suas folhas durante os processos de descarga/carga. Os LI’s vêm mostrando uma crescente lista de benefícios como eletrólitos em baterias recarregáveis. Assim, chegamos à proposta dessa dissertação como sendo o desenvolvimento e caracterização novas baterias de Íons Al3+ contendo arogel de óxido de grafeno como cátodo o Líquido Iônico PHPTBR como eletrólito. Mostramos que protótipos com essa arquitetura já exibem boa reversibilidade, vida útil de na ordem de 100 ciclos com uma capacidade de corrente de na ordem 2uAh/g. Os dispositivos suportam correntes de carga e descarna na ordem de 140uAh/g e tensão de operação de 0,5V-1,0V.