Fabricação e caracterização de supercapacitores flexíveis com eletrodos compostos por multicamadas de grafeno e filmes finos de óxido metálico

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: GONTIJO, José Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Triângulo Mineiro; Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas - ICTE::Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica; Brasil; UFTM; Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
• Palavras-chave em Português: Capacitores.; Eletrólito.; Eletrodos.; Capacitância.; Plasma.; Janela de Potencial.; Filmes finos.; Capacitors.; Electrochemical Double-Layer Capacitor.; Electrolyte.; Multilayer Graphene; Electrodes.; Capacitance.; Potential Window.; Thin Film.; Materiais Dielétricos, Piesoelétricos e Ferroelétricos
• Link de acesso: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/583

O objetivo deste estudo é o desenvolvimento de eletrodos e supercapacitores flexíveis de estado sólido baseados em multicamadas de grafeno (Multilayer Graphene – MLG, inglês e óxidos metálicos, depositados por pulverização catódica. Foram realizados testes para o melhoramento na composição do eletrólito e dos eletrodos, aumentando assim o armazenamento de cargas elétricas. Os efeitos da pressão de compactação (20 e 200 kgf.cm-2) do MLG com massa de 80 mg, na construção dos eletrodos, bem como do óxido utilizado (VOx e NbOx) e espessura do óxido foram sistematicamente estudados. Foram analisados parâmetros tais como, capacitância específica, densidade de energia e de potência, estabilidade nos 1000 ciclos, estabilidade nos testes de flexibilidade, capacidade máxima da tensão de funcionamento (Janela de Potencial). Capacitores confeccionados nas menores pressões de compactação forneceram melhores resultados de capacitância. Com relação ao óxido, o NbOx se mostrou mais interessante que VOx. Já o efeito da camada de NbOx indicou que com menores tempos de deposição, maiores capacitâncias foram obtidas (20 e 40 minutos de deposição) em relação ao filme mais espesso (60 minutos), o que indica que a transferência de cargas deve ter sido afetada pela presença de maior camada de óxido. O estudo mostrou ainda que os dispositivos podem operar sob diferentes ângulos de flexão com muito boa estabilidade indicando assim seu caráter flexível, bem como características de capacitores eletroquímicos de dupla camada. Com o aumento da janela de potencial, verificou-se o aumento proporcional da capacitância, onde a partir do potencial aplicado de 2,45 V, ocorre a deterioração dos supercapacitores devido a ação da eletrolise. O processo e os dispositivos aqui propostos se mostram promissores para confecção em larga escala.