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

Combined Density Functional Theory and Molecular Dynamics Simulations To Investigate the Effects of Quantum and Double-Layer Capacitances in Functionalized Graphene as the Electrode Material of Aqueous-Based Supercapacitors

Texto completo
Autor(es):
da Silva, Debora A. C. [1] ; Paulista Neto, Antenor J. [1] ; Pascon, Aline M. [1] ; Fileti, Eudes E. [2] ; Fonseca, Leonardo R. C. [3] ; Zanin, Hudson G. [1]
Número total de Autores: 6
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Estadual Campinas, Ctr Innovat New Energies, Sch Elect & Comp Engn, Carbon Sci Tech Labs, Adv Energy Storage Div, BR-13083852 Campinas, SP - Brazil
[2] Univ Fed Sao Paulo, Inst Sci & Technol, BR-12247014 Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil
[3] Univ Fed Minas Gerais, Dept Phys, BR-31270901 Belo Horizonte, MG - Brazil
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Journal of Physical Chemistry C; v. 125, n. 10, p. 5518-5524, MAR 18 2021.
Citações Web of Science: 0
Resumo

We report on DFT and MD simulations to investigate the contributions of quantum and double-layer capacitances in the total differential capacitance of functionalized graphene as the electrode material of aqueous-based supercapacitors. We consider the effects of nitrogen and oxygen incorporation in graphene quantum and double capacitance in four different supercapacitor models in the presence of aqueous electrolytes LiSO4 and LiTFSI. We found that the total differential capacitance is limited by the double-layer capacitance. Our best electrode/electrolyte model was obtained with a symmetric supercapacitor assembled with epoxy/hydroxyl-functionalized graphene electrodes filled with 1 M LiSO4 electrolyte. It achieved a higher double-layer capacitance among all investigated systems over the entire potential window, thus offering better performance in energy storage. (AU)

Processo FAPESP: 17/11958-1 - CINE - Divisão para Armazenamento de Energia Avançado
Beneficiário:Rubens Maciel Filho
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
Processo FAPESP: 17/11631-2 - CINE: desenvolvimento computacional de materiais utilizando simulações atomísticas, meso-escala, multi-física e inteligência artificial para aplicações energéticas
Beneficiário:Juarez Lopes Ferreira da Silva
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia