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Previous issue date: 2006-08-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main goal of the present work is to describe the lithium ion transport
mechanism in a hybrid (SPHP) and nanocomposite (NHP) polyelectrolyte based
on complex conductivity analysis as a function of temperature. The chemical
synthesis strategy used to produce a helical free-chain configuration of singlephase
hybrid organic-inorganic polymer electrolytes was based on a simple
non-hydrolytic sol-gel route. The SPHP resulting from this strategy showed a Tg
of -79oC and its temperature-dependent ionic conductivity (achieved at
temperatures higher than Tg) displayed an Arrhenius behavior. This remarkable
behavior characterizes a segmental motion-decoupled polymer. An Arrheniustype
behavior for ionic conductivity (σdc) and hopping frequency of charge
carrier (ωp) were observed. The values of activation energy obtained for σdc and
ωp as a function of the temperature was approximately the same (~ 0.2 eV),
indicating that the dispersive conductivity, σ(ω), originates from the migration of
ions. This relevant physical aspect is allied to the fact that the contribution to the
dispersive conductivity appears to be governed by a nearly frequency
independent dielectric loss, ε = A, which correspond to an almost linear
frequency dependent term of the form, σ = ωε ( ω) = Aω, in the real part of the
complex conductivity. Furthermore, we observe a high stability, of SPHP and
NHP when applied in a large EC device (5 x 10 cm2) using WO3
(electrochromic) and CeO2 -TiO2 (counter-electrode ion storage) electrodes,
both optimized and produced by Leibniz-Institut of New Materials (Leibniz-INM,
Germany). The electrochromic device exhibited excellent color and bleach
reversibility, high coloration efficiency (> 35cm2 / C) from the first cycle up to
more than 60000 CA cycles, and a maximum constant rate of deintercalation /
intercalation (Oout / Qin = 1). Its remarkable behavior and high stability render
this material an excellent candidate for application in electrochromic devices. / O principal objetivo deste trabalho foi descrever o transporte de
íons lítio em novos polieletrólitos híbrido puro (SPHP) e com nanopartículas
(NHP), avaliando o seu desempenho em dispositivos eletrocrômicos
tradicionais. A síntese química usada para preparar essa nova classe de
materiais foi baseada num processo químico não hidrolítico, conhecido como
método de complexos polimerizaveis in situ (IPC). O polieletrólito híbrido
obtido dessa síntese apresentou Tg de - 79oC e sua condutividade iônica em
função da temperatura (T>Tg) revelou um comportamento do tipo Arrhenius.
Este comportamento caracteriza um polímero desacoplado da movimentação
da cadeia. Alem disso, um comportamento tipo Arrhenius para a condutividade
iônica (σdc) e a freqüência característica de saltos do portador carga (ωp) foram
observados. Os valores de energia de ativação aparente para σdc e ωp em
função da temperatura foram aproximadamente iguais (0.2 eV), indicando que
a condutividade dispersiva, σ(ω), origina da migração de íons. Este relevante
aspecto físico aliado ao fato de que a contribuição da condutividade parece ser
governado por uma perda dielétrica quase que independente da freqüência , ε
= A, que corresponde a uma dependência quase linear com a freqüência, σ =
ωε ( ω) = Aω, na parte real da condutividade complexa. Além disso,
observamos alta estabilidade, do SPHP e NHP, quando utilizados em
dispositivos eletrocrômicos tradicionais de grande área ativa (5 x 10 cm2)
usando eletrodos de WO3 (eletrocrômico) e CeO2 -TiO2 (como contra-eletrodo
estocagem de íon), ambos otimizados e produzidos pelo Leibniz-Institut of
New Materials (Leibniz-INM, Alemanha). O dispositivo eletrocrômico exibiu
excelente reversibilidade de coloração-descoloração, alta eficiência de
coloração (> 35cm2 / C) ao longo dos mais de 60000 ciclos de funcionamento, e
taxa máxima de inserção/extração (Oout / Qin = 1). Esse comportamento e alta
estabilidade torna este material um excelente candidato para aplicações em
dispositivos eletrocrômicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/645 |
| Date | 25 August 2006 |
| Creators | Souza, Flávio Leandro de |
| Contributors | Leite, Edson Roberto |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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