NANOCOMPÓSITOS DE POLIANILINA CONTENDO NEGRO DE FUMO E ÓXIDO DE GRAFENO PARA SUPERCAPACITORES
O consumo e a produção de energia com base em combustíveis fósseis causam profundo impacto na economia e no meio ambiente em todo o mundo. Portanto, outras fontes de energia foram estudadas, desenvolvidas ou implementadas na indústria, o que inclui novos materiais para a aplicação em armazenamento e conversão de energia. Os objetivos deste trabalho foram sintetizar e caracterizar nanocompósitos de matriz de polianilina (PANI) utilizando nanopartículas de negro de fumo (NF) e nanoplacas de óxido de grafeno (OG), visando o seu comportamento em conjunto com as diferentes fases na forma de eletrodos, utilizados em supercapacitores, com a intenção de ganho significativo na capacitância específica e estabilidade dimensional. Neste trabalho, os resultados de estudos espectroscópicos de absorção nas regiões do ultravioleta e do visível (UV-Vis), e do infravermelho (FTIR) apresentaram as bandas características da PANI-EB. Os resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de espectroscopia Raman mostraram a obtenção do OG. Os resultados de espectroscopia Raman apresentaram as bancas D e G relacionadas ao OG. Os resultados de MEV mostraram a presença de morfologia característica do OG. A PANI-EB apresentou uma morfologia granular constituída de fibras curtas de PANI-EB. Os resultados de caracterização eletroquímica mostraram o efeito sinérgico da presença do NF na composição dos eletrodos, cuja fração mássica variou de 0 a 40%, onde foi observado uma dependência dos valores de capacitância específica e de reversibilidade dos processos redox da PANI com a fração mássica de NF utilizada. Maiores valores de capacitância específica foram obtidos com uma fração mássica de NF igual a 30%. Os eletrodos foram preparados utilizando-se um gel de PVOH contendo ácido sulfúrico como eletrólito. Os resultados obtidos na presença de OG mostraram que a retenção da capacitância específica diminuiu quando a quantidade de OG adicionada aumentou de 0,3% para 1,0%. Os resultados mostraram que a utilização do gel de PVOH contendo ácido sulfúrico, com uma composição de material ativo contendo 69,7% de PANI, 30% de NF e 0,3% de OG resultou na obtenção de valores de capacitância específica da ordem de 1027,9 F g-1 a uma corrente específica de 10 A g-1.