Síntese e caracterização de polianilina para aplicação em baterias [recurso eletrônico]
Hugo Oliveira Rodrigues Poley Malacco
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP M29s
[Synthesis and characterization of polyaniline for application in batteries]
Campinas, SP : [s.n.], 2022.
1 recurso online (73 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Ambrósio Florêncio de Almeida Neto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Resumo: A polianilina (PAni) é um polímero condutor amplamente usado para diversas aplicações como a construção de dispositivos elétricos: baterias; células fotoelétricas; diodos; eletrodos; transistores; telas; controladores; supercapacitores. A síntese da PAni possui diversos métodos, com destaque...
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Resumo: A polianilina (PAni) é um polímero condutor amplamente usado para diversas aplicações como a construção de dispositivos elétricos: baterias; células fotoelétricas; diodos; eletrodos; transistores; telas; controladores; supercapacitores. A síntese da PAni possui diversos métodos, com destaque para as rotas química e eletroquímica, as mais tradicionais, que apresentam um alto rendimento. Essa característica é obtida em detrimento de algumas propriedades como a condutividade (fator que influencia diretamente em sua aplicação).? O presente trabalho tem como objetivo: determinar as condições mais apropriadas dos métodos de sínteses por meio da caracterização; e a produção de cátodos de polianilina enxofre (PAniS) para aplicação em baterias de lítio enxofre (LiS) e Zinco ar (Zn-ar). Os materiais de PAniS foram desenvolvidos de forma alternativa a literatura, sem usar nanotubos de carbono, diferencial que visa a redução de custos de produção. As técnicas de caracterização dos diferentes materiais (PAni e PaniS) foram Difratometria de Raios X (DRX), Espectrometria no Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia Raman. A determinação de massa molar viscosimétrica média da PAni foi feita por Viscosimetria (viscosidade intrínseca) e apresentou o valor de e 192,59 kg mol-1. O rendimento médio para rota química PAni foi de 52,3 %. Os ensaios eletroquímicos para a PAniS foram impedância eletroquímica (circuito equivalente: 1,77 k ohms de resistência eletrolítica, 69 k ohms de resistência à polarização e 2,5 mF de capacitância da dupla camada elétrica), voltametria cíclica e resistência a polarização, aplicados ao cátodo de polianilina com enxofre. Testou-se a aplicação dos materiais preparados para em ciclos de carga e descarga de baterias de lítio e de zinco. Esses cátodos não se mostraram adequados para aplicação nas baterias de LiS e de Zn-ar, devido respectivamente a baixa porosidade e instabilidade química
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Abstract: Polyaniline (PAni) is a conductive polymer widely used for various applications such as the construction of electrical devices: batteries; photoelectric cells; diodes; electrodes; transistors; screens; controllers; supercapacitors. The synthesis of PAni has several methods, with emphasis...
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Abstract: Polyaniline (PAni) is a conductive polymer widely used for various applications such as the construction of electrical devices: batteries; photoelectric cells; diodes; electrodes; transistors; screens; controllers; supercapacitors. The synthesis of PAni has several methods, with emphasis on the chemical and electrochemical routes, the most traditional, which present a high yield. This characteristic is obtained at the expense of some properties such as conductivity (a factor that directly influences its application). The present work aims to: determine the most appropriate conditions for the synthesis methods through characterization; and the production of polyaniline sulfur (PAniS) cathodes for application in lithium sulfur (LiS) and Zinc air (Zn-ar) batteries. PAniS materials were developed as an alternative to the literature, without using carbon nanotubes, a differential that aims to reduce production costs. The characterization techniques of the different materials (PAni and PaniS) were X-Ray Diffractometry (XRD), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR), Thermogravimetry (TG), Scanning Electron Microscopy, Raman Spectroscopy. The determination of the average viscosimetric molar mass of PAni was performed by viscosimetry (intrinsic viscosity) and presented the value of e 192.59 kg mol-1. The average yield for PAni chemical route was 52.3%. The electrochemical tests for PAniS were electrochemical impedance (equivalent circuit: 1.77 k ohms of electrolytic resistance, 69 k ohms of polarization resistance and 2.5 mF of electrical double layer capacitance), cyclic voltammetry and polarization resistance, applied to the sulfur-containing polyaniline cathode. The application of the materials prepared for charging and discharging cycles of lithium and zinc batteries was tested. These cathodes were not suitable for application in LiS and Zn-ar batteries, due respectively to low porosity and chemical instability
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Síntese e caracterização de polianilina para aplicação em baterias [recurso eletrônico]
Hugo Oliveira Rodrigues Poley Malacco
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