@MastersThesis{Toledo:2018:CoNaDi,
author = "Toledo, William Diniz de",
title = "Comp{\'o}sito nanoestruturado de di{\'o}xido de
tit{\^a}nio/{\'o}xido de grafeno reduzido/fibra de carbono
aplicado como eletrodo em supercapacitor",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2018",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2018-03-08",
keywords = "{\'o}xido de grafeno, {\'o}xido de grafeno reduzido, fibra de
carbono, redu{\c{c}}{\~a}o eletroqu{\'{\i}}mica,
supercapacitor, graphene oxide, reduced graphene oxide, carbon
fiber, electrochemical reduction, supercapacitor.",
abstract = "Os materiais carbonosos t{\^e}m sido amplamente estudados para
aplica{\c{c}}{\~a}o como eletrodos em dispositivos de
armazenamento de energia. Particularmente, a fibra de carbono (FC)
e o {\'o}xido de grafeno reduzido (OGR) t{\^e}m possibilitado
novas oportunidades para melhorar o desempenho dos
supercapacitores devido {\`a}s suas respectivas propriedades tais
como elevada {\'a}rea superficial espec{\'{\i}}fica,
condutividade e estabilidade qu{\'{\i}}mica. Por outro lado, os
supercapacitores baseados em {\'o}xidos met{\'a}licos possuem
elevada capacit{\^a}ncia espec{\'{\i}}fica, alta pot{\^e}ncia
e densidade de energia. Portanto, a combina{\c{c}}{\~a}o de
ambos materiais podem resultar em um material comp{\'o}sito com
propriedades superiores em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} seus
materiais constituintes. Neste contexto, este trabalho apresenta a
produ{\c{c}}{\~a}o e caracteriza{\c{c}}{\~a}o de
comp{\'o}sitos tern{\'a}rios (TiO\$_{2}\$/OGR/FC) visando a
aplica{\c{c}}{\~a}o destes como eletrodos em supercapacitores. A
caracteriza{\c{c}}{\~a}o morfol{\'o}gica e estrutural dos
comp{\'o}sitos foi realizadas por Microscopia Eletr{\^o}nica de
Varredura por Emiss{\~a}o de Campo (MEV-EC), Espectroscopia de
Espalhamento Raman e Difra{\c{c}}{\~a}o de Raios-X,
respectivamente. O desempenho eletroqu{\'{\i}}mico dos eletrodos
foi avaliado por Espectroscopia de imped{\^a}ncia
eletroqu{\'{\i}}mica (EIE), voltametria c{\'{\i}}clica (VC) e
testes de carga/descarga. As imagens MEV-EC mostraram que a FC foi
totalmente recoberta por folhas de OGR. Nas imagens do
TiO\$_{2}\$/OGR/FC foram observadas a presen{\c{c}}a de uma
distribui{\c{c}}{\~a}o homog{\^e}nea de nanopart{\'{\i}}culas
de TiO\$_{2}\$ sobre a superf{\'{\i}}cie das folhas de
grafeno. Como esperado, a densidade de nanopart{\'{\i}}culas de
TiO\$_{2}\$ aumentou gradualmente a medida que aumentou-se o
tempo de deposi{\c{c}}{\~a}o. Os resultados
eletroqu{\'{\i}}micos mostraram que o comp{\'o}sito
bin{\'a}rio (OGR/FC) apresentou um aumento significativo do
efeito capacitivo se comparado com a FC, o qual pode ser
atribu{\'{\i}}do ao aumento da {\'a}rea superficial do material
comp{\'o}sito devido {\`a} rugosidade das folhas de OGR
depositadas. Dentre os comp{\'o}sitos tern{\'a}rios estudados, o
comp{\'o}sito TiO\$_{2}\$/OGR/FC com tempo de
deposi{\c{c}}{\~a}o de 5 min foi o que apresentou melhor
desempenho eletroqu{\'{\i}}mico, indicando que a
incorpora{\c{c}}{\~a}o controlada de nanopart{\'{\i}}culas
menores de TiO\$_{2}\$ bem como a densidade das mesmas
potencializa os processos de transfer{\^e}ncia de carga, o que o
torna promissor para uma poss{\'{\i}}vel aplica{\c{c}}{\~a}o
como eletrodo em supercapacitores. ABSTRACT: Carbon-based
materials has been widely studied as electrodes in energy storage
devices. Particularly, carbon fiber (CF) and reduced graphene
oxide (rGO) have brought new opportunities for electrodes
improvement in supercapacitor performance due to their high
specific surface area, conductivity and chemical stability. On the
other hand, metal oxide based supercapacitors have high specific
capacitance, high power and energy density. Thus, the coupling of
both materials may result in a composite material with superior
properties. In this context, this work presents the production and
characterization of the TiO\$_{2}\$/rGO/CF ternary composite
applied as electrodes in supercapacitors. The morphological and
structural composite characterizations were performed by Field
Emission Gun Scanning Electron Microscopy (SEMFEG), Raman
scattering spectroscopy and X-ray diffraction (XRD), respectively.
The electrochemical characterizations were performed by
electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry
(CV) and charge/discharge tests. SEM-FEG images showed that CF was
totally covered by rGO sheets while TiO2/rGO/CF images depicted
homogeneous TiO\$_{2}\$ nanoparticles distribution on the of
graphene sheet surfaces. As expected, TiO2 nanoparticles density
increased as a function of the deposition time. The
electrochemical results showed that the binary composite (rGO/CF)
presented a significant increase of the capacitive effect when
compared to that of CF, which can be attributed to the high
surface area of binary composite due to the roughness of the rGO
sheets onto CF surface. Among the ternary composites studied, the
TiO\$_{2}\$/rGO/CF composite with deposition time of 5 min
showed the best electrochemical performance, indicating that the
controlled incorporation of the smallest TiO\$_{2}\$
nanoparticle as well as its density enhanced the charge transfer
process. These results showed that TiO\$_{2}\$/rGO/CF ternary
composite has a great potential as new promising electrode for
applications in supercapacitors.",
committee = "Couto, Andrea Boldarini (presidente/orientadora) and Ferreira,
Neiden{\^e}i Gomes (orientador) and Almeida, Dalva Alves de Lima
and Ramirez, Marco Ant{\^o}nio",
englishtitle = "Nanostructured composite titanium dioxide/reduced graphene
oxide/carbon fiber applied as electrode for supercapacitor",
language = "pt",
pages = "117",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3QLR9LP",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3QLR9LP",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}