Eletroquímica de grafenos em líquidos iônicos

• Processo: 11/16078-3
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de março de 2012
• Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Roberto Manuel Torresi
• Beneficiário: Lucas Lodovico de Carvalho
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/53199-3 - Reconhecimento molecular e armazenamento de energia: estudos fundamentais do efeito de geometria, tamanho e síntese na otimização das propriedades químicas de materiais eletroativos, AP.TEM
• Assunto(s): Líquidos iônicos Eletroquímica Supercapacitores

Resumo

Na busca por dispositivos armazenadores de energia elétrica mais eficientes, grande enfoque tem sido dado à novos materiais, os quais possuem características físico-químicas que os tornam promissores, capazes de sobrepujar materiais atualmente em uso, bem como os dispositivos construídos a partir desses. Nesse sentido, dois materiais merecem destaque na área de dispositivos eletroquímicos, sendo eles líquidos iônicos e o grafeno. Líquidos iônicos são sais com temperatura de fusão inferior à 100oC, os quais podem ser usados como eletrólitos em aplicações eletroquímicas, devido à sua condutividade intrínseca, alta estabilidade térmica e eletroquímica e baixa pressão de vapor, ganhando espaço como eletrólito de baterias, fase líquida para a obtenção de depósito de metais com potencial de redução inferior ao da água, e até em áreas outras que não eletroquímicas. Recentemente, outra aplicação que merece destaque é na confecção de capacitores de dupla camada eletroquímica, ou supercapacitores, os quais se baseiam na armazenagem de cargas, e conseqüentemente energia, na dupla camada eletroquímica de um eletrodo polarizado, sendo os líquidos iônicos utilizados como eletrólito, capazes, em teoria, de aumentar a energia de tais dispositivos quando comparados à eletrólitos orgânicos ou aquosos. A fim de maximizar a área eletroativa do dispositivo, materiais com alta área específica (área por massa de material) são desejáveis, visto que contribuem para uma alta energia e potência específica do dispositivo final. Dentre esses materiais, pode-se citar carbonos eletroativos, nanotubos de carbono, e, mais recentemente, grafeno. Grafeno, com sua área específica de ~2600 m² g-1 é um material muito promissor para a construção de eletrodos para essas aplicações. Nesse trabalho, pretende-se construir dispositivos supercapacitores utilizando grafeno como material eletroativo, investigando possíveis efeitos da estrutura química e do modo de imobilização no desempenho do dispositivo, bem como aprimorar a interação entre eletrodo e eletrólito, tanto por aprimoramento do grafeno quanto do líquido iônico utilizado.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LODOVICO, LUCAS; MARTINS, VITOR L.; BENEDETTI, TANIA M.; TORRESI, ROBERTO M. Electrochemical Behavior of Iron and Magnesium in Ionic Liquids. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 25, n. 3, p. 460-U236, MAR 2014. Citações Web of Science: 6.

TORRESI, ROBERTO M.; LODOVICO, LUCAS; BENEDETTI, TANIA M.; ALCANTARA, MARIA R.; DEBIEMME-CHOUVY, CATHERINE; DESLOUIS, CLAUDE. Convective mass transport in ionic liquids studied by electrochemical and electrohydrodynamic impedance spectroscopy. Electrochimica Acta, v. 93, p. 32-43, MAR 30 2013. Citações Web of Science: 5.