Nanocompósitos baseados em PAni/rGO/WS2-MoS2 aplicados em dispositivos de armazenamento de energia

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dc.contributor.advisorDomingues, Sergio Humberto
dc.contributor.authorLima, Abner Guilherme Teixeira
dc.date.accessioned2023-02-02T12:48:08Z
dc.date.available2023-02-02T12:48:08Z
dc.date.issued2022-12-19
dc.description.abstractO crescente consumo global de energia elétrica requer soluções para otimizar sua geração, armazenamento e transferência. Avanços tecnológicos recentes na ciência têm se mostrado promissores neste sentido, particularmente no campo dos nanomateriais. Após a revolução do grafeno, análogos inorgânicos de estruturas semelhantes, como o dissulfeto de molibdênio (MoS2) e o dissulfeto de tungstênio (WS2), despertaram o interesse da comunidade científica por suas propriedades ímpares. Além destes dois dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) com estruturas singulares, podemos ainda evidenciar os polímeros conjugados, sobretudo a polianilina (PAni). Todos estes materiais apresentam como propriedade destaque a capacitância específica elevada. O presente trabalho propõe um nanocompósito à base de PAni, um polímero condutor, e de óxido de grafeno reduzido (rGO), um derivado de grafeno, com a adição dos TMDs. A PAni possui boa pseudocapacitância redox e alta reversibilidade dos processos oxirredutivos, materiais de carbono formam excelentes agregados para inserção de mecanismos de dupla camada elétrica (EDLC) e a pseudocapacitância por intercalação dos TMDs apresenta boas perspectivas energéticas. Este trabalho buscou estudar propriedades relacionadas ao armazenamento e mobilidade de carga destes materiais, uma vez que eles apresentam diferentes mecanismos de transferência de carga e devem contribuir de formas distintas para a capacitância global do nanocompósito. Os materiais foram caracterizados morfologicamente por diferentes técnicas (DRX, Raman, UV-Vis, FTIR e TG) para uma ampla compreensão de suas propriedades estruturais e caracterizados eletroquimicamente (voltametria cíclica e carga/descarga galvanostática) para uma avaliação do perfil capacitivo dos nanocompósitos. A adição do rGO à PAni provocou um aumento de 43,6% na capacitância do polímero, que chegou a 293,7 F.g-1. A inclusão de TMDs melhorou a retenção da PAni em 6,8% para 1000 ciclos. O compósito PAni/rGO/MoS2-WS2 foi capaz de manter ambas as melhorias. Porém, ao fim do trabalho, nenhum resultado excepcional em relação à sinergia positiva de todos os constituintes foi alcançado, sugerindo que houve competição entre mecanismos de pseudocapacitância ou interações ineficientes entre as estruturas nas condições estudadas.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nívelpt_BR
dc.description.sponsorshipIPM - Instituto Presbiteriano Mackenziept_BR
dc.identifier.urihttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/31183
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.publisherUniversidade Presbiteriana Mackenzie
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectnanocompósitospt_BR
dc.subjectpolianilinapt_BR
dc.subjectdissulfeto de molibdêniopt_BR
dc.subjectdissulfeto de Tungstêniopt_BR
dc.subjectóxido de grafeno reduzidopt_BR
dc.subjectsistema de armazenamento de energiapt_BR
dc.titleNanocompósitos baseados em PAni/rGO/WS2-MoS2 aplicados em dispositivos de armazenamento de energiapt_BR
dc.typeTesept_BR
local.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3585264786800637pt_BR
local.contributor.advisorOrcidhttps://orcid.org/0000-0001-7190-3803pt_BR
local.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3128786761904271pt_BR
local.contributor.board1Silva, Cecilia de Carvalho Castro e
local.contributor.board1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6889517148629242pt_BR
local.contributor.board1Orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3933-1838pt_BR
local.contributor.board2Jauris, Carolina Ferreira de Matos
local.contributor.board2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5254810887797757pt_BR
local.contributor.board2Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8134-1656pt_BR
local.contributor.board3Fonsaca, Jéssica Eliza Silva
local.contributor.board3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1812624759186552pt_BR
local.contributor.board3Orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2935-1299pt_BR
local.contributor.board4Lisboa, Fábio da Silva
local.contributor.board4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1103010259148005pt_BR
local.contributor.board4Orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8276-866Xpt_BR
local.description.abstractenThe growing global consumption of electrical energy requires solutions to optimize its generation, storage and transfer. Recent technological advances in science are promising in this regard, particularly in the field of nanomaterials. After the graphene revolution, inorganic analogues of similar structures, such as molybdenum disulfide (MoS2) and tungsten disulfide (WS2), aroused the interest of the scientific community for their unique properties. In addition to these two transition metal dichalcogenides (TMDs) with unique structures, we can also mention conjugated polymers, especially polyaniline (PAni). All these materials have high specific capacitance as a prominent property. The present work proposes a nanocomposite based on PAni, a conductive polymer, and reduced graphene oxide (rGO), a graphene derivative, with the addition of TMDs. PAni has good redox pseudocapacitance and high reversibility of oxireductive processes, carbon materials form excellent aggregates for insertion of electrical double layer mechanisms (EDLC) and the intercalation pseudocapacitance of TMDs has good energy prospects. This work sought to study properties related to charge storage and mobility of these materials, since they have different charge transfer mechanisms and should contribute in different ways to the global capacitance of the nanocomposite. The materials were morphologically characterized by different techniques (XRD, Raman, UV-Vis, FTIR and TG) for a broad understanding of their structural properties and electrochemically characterized (cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge) for an evaluation of the capacitive profile of the nanocomposites. The addition of rGO to PAni caused a 43.6% increase in the polymer capacitance, which reached 293.7 F.g-1 . The inclusion of TMDs improved PAni retention by 6.8% for 1000 cycles. The PAni/rGO/MoS2-WS2 composite was able to maintain both improvements. However, at the end of the work, no exceptional results regarding the positive synergy of all constituents were achieved, suggesting that there was competition between pseudocapacitance mechanisms or inefficient interactions between the structures under the studied conditions.pt_BR
local.keywordsnanocompositespt_BR
local.keywordspolyanilinept_BR
local.keywordsmolybdenum disulfidept_BR
local.keywordstungsten disulfidept_BR
local.keywordsreduced graphene oxidept_BR
local.keywordsenergy storage systempt_BR
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentEscola de Engenharia Mackenzie (EE)pt_BR
local.publisher.initialsUPM
local.publisher.programEngenharia de Materiais e Nanotecnologiapt_BR
local.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
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