Crescimento de Filmes de Diamante Micro- e Nano-estruturado Dopado e Não Dopado sobre Fibras de Carbono para Aplicação em Dispositivos de Conversão de Energia

• Processo: 09/17160-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Maurício Ribeiro Baldan
• Beneficiário: João Henrique do Prado
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 07/00013-4 - Novos materiais, estudos e aplicações inovadoras em diamante-CVD, diamond-like-carbon (DLC) e carbono nanoestruturado obtidos por deposição química a partir da fase vapor, AP.TEM
• Assunto(s): Supercapacitores Fibra de carbono Diamantes CVD Microestruturas Materiais nanoestruturados Caracterização estrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Diamante CVD | Diamante Dopado e Não dopado | fibras de carbono | supercapacitores | Diamante e Materiais Relacionados

Resumo

É proposto o crescimento e caracterização de filmes micro e nanoestruturado de diamante dopado e não dopado em substratos carbonosos como eletrodos compósitos para uso como um anodo híbrido de baterias de íons de lítio e supercapacitores. As fibras de carbono produzidas pelo precursor PAN, tratadas em diferentes temperaturas entre 1000, 1500 e 2000 ºC, e ainda outras temperaturas, serão os principais substratos carbonosos porosos utilizados para o crescimento dos filmes nanoestruturados e/ou microestruturado de diamante. A caracterização da morfologia, qualidade e estrutura desses compósitos sp2-sp3 será feita usando a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Espalhamento Raman, Microscopia Eletrônica de Transmissão e a Difração de raios-X. O comportamento eletroquímico desses eletrodos será examinado por Voltametria Cíclica, Curvas de Carga/Descarga e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Este trabalho vem introduzir um estudo fundamental importante na obtenção desses compósitos sp2-sp3 que atinge uma grande área de aplicação tecnológica na busca de fontes de energia alternativa combinando a função de um supercapacitor e de uma bateria de íons de Li+ que funcionam simultaneamente em uma célula eletroquímica como um eletrodo híbrido com alta densidade de energia. Este estudo será feito gradualmente visando as técnicas de caracterização e tendo como meta uma aplicação de grande impacto para a sociedade.