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Compósitos de placa de grafite/polipirrol e placa de grafite/polipirrol/grafeno aplicados à supercapacitores

Processo: 18/18350-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de junho de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Maurício Ribeiro Baldan
Beneficiário:Bárbara da Silva Pinheiro
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais compósitos   Grafite   Polipirrol   Grafenos   Supercapacitores   Técnicas eletroquímicas   Espectroscopia Raman   Difração por raios X   Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier

Resumo

Este trabalho consiste em preparar e caracterizar materiais compósitos de placa de grafite (PG), polipirrol (Ppi), óxido de grafeno (OG) visando suas aplicações como dispositivos de armazenamento e de conversão de energia de alto desempenho. Atualmente, o desenvolvimento deste tipo de tecnologia é de grande interesse, tendo em vista suprir a demanda por dispositivos com melhor desempenho funcional e a crescente necessidade por maior segurança energética. Neste trabalho, PG são utilizadas como substrato na preparação destes compósitos porque se trata de um material com excelentes propriedades para aplicações em supercapacitores, tais alta condutividade elétrica e estabilidade eletroquímica. A utilização do Ppi e o OG como interface na preparação destes compósitos está baseada em suas excelentes propriedades, tendo-se como objetivo aumentar a capacidade de armazenamento de energia em função do aumento da capacitância específica e da condutividade elétrica apresentada por esses materiais.O procedimento experimental consiste na preparação de compósitos binários PG/Ppi e ternários PG/Ppi/OG com o propósito de um estudo comparativo e, também de análise de interface. Os compósitos binários PG/Ppi são obtidos por polimerização química do pirrol sobre PG, enquanto que, os compósitos de PG/Ppi/OG são preparados pela codeposição química e eletroforética de Ppi/OG sobre PG. Os compósitos serão avaliados por técnicas eletroquímicas para a caracterização do intervalo de potencial disponível para carregamento da dupla camada elétrica, densidade de carga, natureza do processo capacitivo e processos redox. Serão utilizadas técnicas de caracterização por espectroscopia Raman, Espectroscopia de Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Espectroscopia de Infra-Vermelho com Transformada de Fourier (FT-IR, do inglês "Fourier Transformed Infra-Red") para a análise estrutural e por Microscopia Eletrônica de Varredura com Fonte de Emissão de Campo (MEV-FEG), para análise morfológica. Por fim, são determinados os parâmetros como densidade de carga e energia, velocidade de carga e descarga e ciclo de vida.