Dissertação/Tese ESTUDO DE MATERIAIS COMPÓSITOS CONTENDO CARBONO E ÓXIDO MISTO DE NÍQUEL E COBALTO VISANDO O APRIMORAMENTO DE DISPOSITIVOS SUPERCAPACITORES - PPGQ

A fabricação de supercapacitores apresenta especial destaque, uma vez que estes dispositivos armazenam grande quantidade de energia elétrica de forma reversível e permitem sua rápida liberação para sistemas elétricos, podendo serem utilizados como elementos auxiliares as pilhas e baterias. No presente trabalho, foi estudado um dispositivo supercapacitor constituído de materiais eletródicos compósitos, contendo óxido metálico misto de Ni e Co (NiCo2O4) impregnado sobre carvão ativado (CA)  , suportados em tecido de carbono, em eletrólito aquoso NaOH 2,0 M. Realizou-se a caracterização morfológica e estrutural dos materiais com as técnicas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, e espectroscopia de raios X por dispersão de energia. Os estudos voltamétricos permitiram a investigação do comportamento capacitivo dos materiais estudados, e a determinação da contribuição da capacitância do interior de poros sobre a capacitância total. Estudos de espectroscopia de impedância eletroquímica comprovaram o comportamento poroso dos materiais eletródicos, permitindo a determinação da resistência do eletrólito no interior dos poros. Os estudos de carga e descarga galvanostática em densidade de corrente de 5 A g1, revelaram valores máximos de capacitância específica (166 F g1), energia específica (23 W h kg1), potência específica (2587 W kg1) e eficiência coulômbica ( = 95%) para os materiais eletródicos. Os melhores achados experimentais foram obtidos para o material eletródico na condição .

The manufacture of supercapacitors is of particular attention, since these devices store a large amount of electrical energy in a reversible way and allow their rapid release to electrical systems and can be used as auxiliary elements the batteries. In the present work, a supercapacitor device consisting of composite electrodic materials was studied, containing mixed metallic oxide of Ni and Co (NiCo2O4) impregnated on activated carbon (AC)  , supported by carbon tissue, in aqueous electrolyte NaOH 2.0 M. The morphological and structural characterization of materials was performed with X-ray diffraction techniques, scanning electron microscopy, and energy dispersion X-ray spectroscopy. Voltametric studies allowed the investigation of the capacitive behavior of the materials studied, and the determination of contribution of capacitance of the interior of pores on total capacitance. Electrochemical impedance spectroscopy studies have proven the porous behavior of electrodic materials, allowing the determination of electrolyte resistance inside pores. Studies of galvanostatic charge-discharge at current density of 5 A g1 revealed maximum values of specific capacitance (166 F g1), specific energy (23 W h kg1), specific power (2587 W kg1) and coulombic efficiency ( = 95%) for electrodic materials studied. The best experimental results were obtained for electrodic material in condition.