ROTA ECOLOGIA PARA SINTESE DE ELETRODO NANOESTRUTURADO DE ZnO PARA SUPERCAPACITOR
Capacitores de dupla camada elétrica (EDLC) tem sido amplamente pesquisados devido as suas várias aplicações em dispositivos elétricos e eletrônicos, devido a alta densidade de potência e número de ciclos de carga e descarga. O oxido de zinco é um candidato promissor para emprego em eletrodos de supercapacitores. O ZnO é usado largamente em eletrodos de baterias com uma densidade de energia de cerca de 650 A g-1, mas tem a desvantagem de apresentar formação de dendritas devido a ciclagem constante, as quais reduzem a vida útil. Neste trabalho, reportamos um método relativamente simples, ecológico e de baixo custo para preparar eletrodos de ZnO que consiste em duas etapas. Inicia-se com a deposição de uma camada semente pelo método das deposição de camadas iônicas adsorvida e por reação sucessivamente (SILAR). Subsequentemente, a deposição em banho químico (CBD) foi usada para crescimento de nanoestruturas de ZnO. O método SILAR foi usado neste trabalho em substituição a métodos que utilizam alta temperatura e alto vácuo, tal como a deposição por vapor químico, para criar uma interface entre o coletor condutivo de aço inoxidável ou alumínio e o filme nanoestruturado de ZnO. A microscopia eletrônica de varredura ou empregada para caracterização morfológica dos eletrodos. A performance eletroquímica dos eletrodos nanoestruturados foi investigada por voltametria cíclica. A capacitância dos capacitores simétricos foi medida pelo método da carga descarga. O uso de diferentes complexantes resultou na formação de nanoestruturas com diferentes morfologias. Os voltamogramas mostraram bandas características de reações faradaícas, próprias de pseudocapacitores. Os resultados de capacitância indicam mostram que os fatores de maior influência para a capacitância foram a massa depositada e a morfologia da nanoestrutura de ZnO.
ROTA ECOLOGIA PARA SINTESE DE ELETRODO NANOESTRUTURADO DE ZnO PARA SUPERCAPACITOR
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DOI: 10.37572/EdArt_30062136115
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Palavras-chave: supercapacitores, métodos químicos, ZnO, nanoestruturas.
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Keywords: nanostructure, ZnO, chemical method, SILAR, supercapacitor.
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Abstract:
The electrical double layer capacitor (EDLC) has been extensively investigated for its many applications in electric and electronic devices, due to high power density and long-life cycle. Zinc oxide (ZnO) is a promising candidate for the electrochemical supercapacitor electrode. ZnO is well known to be an active battery material with a high energy density of about 650 A g-1, but it has the disadvantage of dendrites formation during consecutive cycling, which decreases life cycle. In this paper, we report a relatively straightforward, environmentally friendly and low-cost method for preparing ZnO electrodes that consists in two steps. Starting with a ZnO seed layer onto a steel substrate employing the successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. Subsequently, a chemical deposition bath (CBD) was used for the nanostructured ZnO growth. A low temperature SILAR method was used in this study, replacing high temperature and vacuum methods, such as chemical vapor deposition or sputtering, to create an interface region between the conductive steel current collector and the nanostructured ZnO electrode. Scanning electronic microscopy has been employed in the characterization of the two-step produced nanostructured ZnO electrodes. The electrochemical performance of the nanocomposite electrodes has investigate using cyclic voltammetry. Capacitance was measured by charge-discharge curve. Different complex ions result in morphologies with different aspects. Cyclic voltammetry exhibited a broad redox peak indicative of typical reversible redox reaction responsible for the faradaic reactions in the supercapacitor. These results indicated indicating that de mass and morphologies were influenced in the capacitance.
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Número de páginas: 18
- Eguiberto Galego