Eletroquímica de grafenos em líquidos iônicos

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.