Dispositivos de armazenamento de energia com elevada densidade de energia e potência

Resumo

O atual cenário energético e ambiental tem levado a sociedade a repensar novas fontes de energia, como alternativa aos combustíveis fósseis. Além disso, surge também, a necessidade de novos modos de armazenamento energético. Neste contexto, se enquadram os Capacitores Eletroquímicos (CE). Diferentemente das baterias, tais materiais retêm energia proveniente do carregamento eletrônico da dupla camada elétrica (eletrodo/solução) e, em alguns casos, de processos faradaicos rápidos, ou pseudocapacitivos. Outra divergência entre os CE e as baterias é a quantidade de energia armazenada (capacidade) e a potência média de cada dispositivo. Enquanto os capacitores possuem uma baixa capacidade e elevada potência; as baterias retêm uma expressiva capacidade, entretanto, potências medianas. No entanto, o advento da nanotecnologia viabilizou novos materiais eletródicos que flexibilizaram tais limites entre CE e baterias. Seja um capacitor eletroquímico de dupla camada elétrica, seja um pseudocapacitor ou um capacitor eletroquímico híbrido, o emprego de materiais nanoestruturados permitiu que tais dispositivos obtivessem desempenho energético próximo aos de baterias. Tal fato deve-se, não exclusivamente, a elevada superfície específica presentes em materiais nanoestruturadas. No presente estudo, valendo-se de técnicas eletroquímicas, procurar-se-á explorar estes limites entre capacitores e baterias e entender as origens da capacitância e o comportamento eletroquímico dos eletrodos que compõem o dispositivo. (AU)