ELETRODO CUO/ZNO/RGO PRODUZIDO POR REAÇÃO DE COMBUSTÃO E ESFOLIAÇÃO QUÍMICA COMO SUPERCAPACITOR PARA SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA

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Abstract

ELETRODO CuO/ZnO/rGO PRODUZIDO POR REAÇÃO DE COMBUSTÃO E ESFOLIAÇÃO QUÍMICA COMO SUPERCAPACITOR PARA SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIAOs capacitores eletroquímicos (supercapacitores) desempenham um papel fundamental no desenvolvimento de novas tecnologias para aplicações em armazenamento de energia. Nesta invenção, nanopartículas porosas de CuO e ZnO foram sintetizadas de forma simples e rápida por reação de combustão, e sequente heterojunção formando CuO/ZnO. As caracterizações evidenciaram que estes materiais são propícios ao transporte iônico. Além disso, óxido de grafeno reduzido (rGO) foi sintetizado de forma simples e com baixo valor por um método de esfoliação química, usando pó de grafite como matéria-prima, e adição de glicose como agente redutor, seguido de tratamento térmico. As tintas foram preparadas com uma mistura homogênea de CuO e ZnO como catalisadores, e, também, combinados em diferentes proporções mássicas, o rGO como material condutor, e fluoreto de polivinilideno em N-metil pirrolidona, originando então o nanocompósito CuO/ZnO/rGO. As medições eletroquímicas do nanocompósito foram conduzidas em um sistema de três eletrodos usando espuma de níquel carregada com pasta como eletrodo de trabalho, Ag/AgCl/KClsat como eletrodo de referência e fio de Pt como contra eletrodo em eletrólito KOH. Dos testes de aplicação, tem-se que o nanocompósito produzido como uma bateria apresentou excelente estabilidade cíclica com perda de apenas 0,134% de sua capacitância, durante 1000 ciclos, trabalhando com 99,86% de sua capacidade, e, ainda, com 100% de Eficiência Coulômbica. Essas propriedades superiores indicaram que o nanocompósito CuO/ZnO/rGO é um candidato potencial para dispositivos supercapacitores de alto desempenho. Esta invenção fornece uma estratégia nova e viável para a preparação eficiente de supercapacitores de óxidos com significativo baixo custo, relevante condutividade elétrica e exponencial desempenho para baterias, com aplicação como em veículos elétricos, eletrônicos portáteis (baterias de íon lítio com alto valor capacitivo), backup de energia de fábrica, empilhadeiras e protetores de memória, entre outros. A invenção alinha-se tanto com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) quanto com os critérios de Environmental, Social, and Governance (ESG), porque claramente aborda os desafios de armazenamento de energia de maneira sustentável, promovendo soluções que integram a proteção ambiental e a inovação tecnológica, contribuindo com a transição para uma economia de baixo carbono.