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Previous issue date: 2017-12-06 / Supercapacitors are present in almost all kinds of electronic devices that we use in our
everyday lives. Applications in systems for storing energy generated from clean
sources and for powering electric cars, computers and the new self-sufficient microdevices,
require, however, a new generation of capacitive materials. It is necessary to
develop supercapacitors with higher capacitive density, better rate capability and that
maintain the capacitance over several cycles. To address this problem, a novel
approach has shown to be promising: the combination of materials of different
capacitive mechanisms in ternary composites. From this strategy, it has been observed
that the synergy of three materials leads to higher capacitive properties. Thus, in this
work will be presented a novel ternary nanocomposite based on polythiophene,
reduced graphene oxide and manganese dioxide. Both the components and the
nanocomposite were obtained through simple, economical and efficient chemical
routes. Adaptations in the method of obtaining the reduced graphene oxide resulted in
a higher quality material. Manganese dioxide has been synthesized by an innovative
route that presents advantages over the most used ones. At the end, the synergy of
the three components led to singular and enhanced properties of energy storage in the
nanocomposite compared to the pure polythiophene: the capacitance was 230%
higher than that of the polymer with improved cyclic stability in the first 100 cycles of
charge and discharge. / Os supercapacitores estão presentes em praticamente todo tipo de dispositivos
eletrônicos que utilizamos no nosso dia-a-dia. Aplicações em sistemas para
armazenamento da energia gerada a partir de fontes limpas e para a alimentação de
automóveis elétricos, computadores e dos novos microdispositivos autossuficientes,
requerem, no entanto, uma nova geração de materiais capacitivos. É necessário
desenvolver supercapacitores com maior densidade capacitiva, melhor razão de
capacidade e que mantenham a capacitância ao longo de vários ciclos. Para resolver
este problema uma nova abordagem tem se mostrado promissora: a combinação de
materiais de diferentes mecanismos capacitivos em compósitos ternários. A partir
desta estratégia, tem se observado que a sinergia de três materiais leva a
propriedades capacitivas superiores. Sendo assim, neste trabalho será apresentado
um nanocompósito ternário inédito baseado em politiofeno, óxido de grafeno reduzido
e dióxido de manganês. Tanto os componentes quanto o nanocompósito foram
obtidos por rotas químicas simples, econômicas e eficientes. Adaptações no método
de obtenção do óxido de grafeno reduzido resultaram num material de qualidade
superior. O dióxido de manganês foi sintetizado por uma rota inovadora que apresenta
vantagens em relação às mais utilizadas. Ao final, a sinergia dos três componentes
conferiu ao nanocompósito propriedades de armazenamento de energia singulares e
melhoradas em comparação com o politiofeno puro: a capacitância foi 230% maior
que a do polímero com maior estabilidade cíclica nos 100 primeiros ciclos de carga e
descarga.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.mackenzie.br:tede/3526 |
| Date | 06 December 2017 |
| Creators | Cremonezzi, Josué Marciano de Oliveira |
| Contributors | Domingues, Sergio Humberto, Fechine, Guilhermino José Macêdo, Camargo, Pedro Henrique Cury |
| Publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie, Engenharia de Materiais, UPM, Brasil, Escola de Engenharia Mackenzie (EE) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie, instname:Universidade Presbiteriana Mackenzie, instacron:MACKENZIE |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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