@PhDThesis{Almeida:2013:EsCoNa,
author = "Almeida, Dalva Alves de Lima",
title = "Estudo de comp{\'o}sitos de nanotubos de carbono, fibras de
carbono e polianilina como eletrodos em dispositivos de
convers{\~a}o e armazenamento de energia",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2013",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2013-08-28",
keywords = "fibra de carbono, nanotubos de carbono, polianilina,
comp{\'o}sito, supercapacitores, carbon fiber, polyaniline,
carbon nanotubes, composite, Supercapacitors.",
abstract = "Os resultados da prepara{\c{c}}{\~a}o,
caracteriza{\c{c}}{\~a}o e aplica{\c{c}}{\~a}o de
comp{\'o}sitos bin{\'a}rios e tern{\'a}rios
constitu{\'{\i}}dos de fibras de carbono (FC), polianilina
(PAni) e nanotubos de carbono (NTC) s{\~a}o apresentados e
discutidos. Para otimizar o processo de obten{\c{c}}{\~a}o dos
comp{\'o}sitos bin{\'a}rios (PAni/FC) foram estudados diferentes
tempos de deposi{\c{c}}{\~a}o da PAni sobre a FC, visando
atingir o \$^{{"}}\$tempo limitante\$^{{"}}\$ de
exposi{\c{c}}{\~a}o da FC no meio reacional contendo
mon{\^o}mero de anilina. Esse processo permitiu obter um
comp{\'o}sito com propriedades eletroqu{\'{\i}}micas superiores
{\`a}s de seus materiais constituintes, em termos de estabilidade
eletroqu{\'{\i}}mica. Neste trabalho, para a
obten{\c{c}}{\~a}o dos comp{\'o}sitos tern{\'a}rios foram
utilizados dois tipos de NTC, o comercial da Aldrich denominado
\$PAni/NTC_{A}/FC\$ e os produzidos por Chemical Vapour
Deposition (CVD), designado PAni/NTCCVD/FC. Para
prepara{\c{c}}{\~a}o dos comp{\'o}sitos \$PAni/NTC_{A}/FC\$,
os NTCA foram dispersos no meio reacional, enquanto que para os
comp{\'o}sitos \$PAni/NTC_{CVD}/FC\$, a PAni foi depositada nos
comp{\'o}sitos bin{\'a}rios \$NTC_{CVD}/FC\$ previamente
obtidos por CVD, no qual o NTCCVD foi crescido sobre a FC.
Considerando-se a import{\^a}ncia das interfaces para a
eletroqu{\'{\i}}mica, esta tese apresenta uma minuciosa
caracteriza{\c{c}}{\~a}o morfol{\'o}gica e estrutural dos
comp{\'o}sitos, utilizando a t{\'e}cnica de Microscopia
Eletr{\^o}nica de Varredura (MEV), a Espectroscopia de
Espalhamento Raman e a Espectroscopia de Infra-Vermelho (IV). Os
materiais comp{\'o}sitos foram tamb{\'e}m caracterizados por
an{\'a}lise Termogravim{\'e}trica (TGA), enquanto suas
respectivas {\'a}reas superficiais foram analisadas pelo
m{\'e}todo BET (desenvolvida por Brunauer, Emmett e Teller). A
caracteriza{\c{c}}{\~a}o eletroqu{\'{\i}}mica dos eletrodos
foi estudada por Espectroscopia de Imped{\^a}ncia
Eletroqu{\'{\i}}mica, Voltametria C{\'{\i}}clica e testes de
Carga/Descarga. Esta sistem{\'a}tica caracteriza{\c{c}}{\~a}o
permitiu estabelecer correla{\c{c}}{\~o}es entre os
par{\^a}metros de s{\'{\i}}ntese do pol{\'{\i}}mero e as
propriedades dos comp{\'o}sitos, visando a aplica{\c{c}}{\~a}o
destes como eletrodos em dispositivos de convers{\~a}o e
armazenamento de energia. A etapa final consistiu na montagem e na
caracteriza{\c{c}}{\~a}o de um supercapacitor do tipo I, com
dois eletrodos iguais do mesmo material ativo, produzidos nas
condi{\c{c}}{\~o}es otimizadas tanto para os comp{\'o}sitos
bin{\'a}rios como para os tern{\'a}rios. Todos os
comp{\'o}sitos estudados apresentaram grande potencial para
aplica{\c{c}}{\~a}o em supercapacitores. Particularmente, o
supercapacitor montado com os eletrodos tern{\'a}rios
\$PAni/NTC_{A}/FC\$ foi o que apresentou melhor desempenho,
tanto em termos de estabilidade estrutural quanto de
efici{\^e}ncia do dispositivo. ABSTRACT: The results of
synthesis, characterization and application of binary and ternary
composites produced from carbon fiber (CF), polyaniline (PAni) and
carbon nanotubes (CNT) are presented and discussed. To optimize
the binary composite (PAni/CF) achievement different deposition
times to deposit the polyaniline on CF were studied in order to
find the exposure \$^{{"}}\$time limiting\$^{{"}}\$ of CF in
the reaction medium containing aniline monomer. This process
permitted to obtain the composite with superior electrochemical
properties compared to those of its constituent material, mainly
considering its electrochemical stability. In this work, to obtain
the ternary composites it was used two types of CNT, the
commercial from Aldrich called \$PAni/CNT_{A}/CF\$ and another
produced by Chemical Vapor Deposition (CVD), designated \$PAni
/CNT_{CVD}/CF\$. For the \$PAni/CNT_{A}/CF\$ composites, the
\$CNT_{A}\$ were dispersed in the reaction medium whereas the
\$PAni/CNT_{CVD}/CF\$ composites were obtained by the PAni
deposition on the binary \$CNT{CVD}/FC\$ obtained from the CVD
growth. Considering the importance of the electrochemical
interfaces, this thesis presents a detailed characterization of
composites, including the morphological, structural and
electrochemical properties by using Scanning Electron Microscopy
(SEM), Raman Scattering Spectroscopy, and Infra-Red (IR)
Spectroscopy techniques. The composites were also characterized by
Thermogravimetric Analysis (TGA) as well as their respective
surface areas were analyzed by the BET method (developed by
Brunauer, Emmett and Teller). The electrochemical characterization
of the electrodes was studied by Electrochemical Impedance
Spectroscopy, Cyclic Voltammetry, and Charge/Discharge Curves.
This systematic characterization allowed us to establish
correlations between the polymer synthesis parameters and the
composite properties aiming their application as electrodes in
energy conversion and storage devices. The final step consisted of
assembly and characterization of a supercapacitor type I, with two
identical electrodes of the same active material produced under
optimized conditions for both binary and ternary composites. All
composites used showed great potential for application in
supercapacitors. Particularly, the supercapacitor assembled with
the ternary \$PAni/CNT_{A}/CF\$ electrodes showed the best
performance in terms of its morphological stability in addition to
its device efficiency.",
committee = "Ferreira, Neidenei Gomes (presidente/orientadora) and Baldan,
Maur{\'{\i}}cio Ribeiro and Matsushima, Jorge Tadao and Mirabel,
Cerqueira Rezende and Fonseca, Carla Maria Nascimento Polo",
englishtitle = "Study of the composite carbon nanotubes, carbon fiber and
polyaniline as electrodes in conversion and storage energy
devices",
language = "pt",
pages = "215",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3F5EJKL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3F5EJKL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "03 maio 2024"
}